肠道微生物群饮食指数及其对肾结石的保护作用:来自NHANES横断面数据中糖尿病中介作用的证据Dietary index for gut microbiota and its protective role against kidney stones: evidence of diabetes as a mediator from NHANES cross-sectional data

环球医讯 / 硒与微生态来源:www.frontiersin.org美国 - 英语2025-08-19 16:35:47 - 阅读时长4分钟 - 1511字
本研究基于2007-2018年美国国家健康与营养检查调查(NHANES)数据,开发了肠道微生物群饮食指数(DI-GM),发现富含膳食纤维、全谷物和发酵食品的高DI-GM饮食能显著降低肾结石风险。通过中介分析发现糖尿病可部分介导这种保护作用(占总效应9.27%),且在女性、非裔美国人及重度饮酒者中保护效应更强。机制研究表明该指数通过调节肠道菌群氧化代谢、尿柠檬酸排泄和系统性炎症发挥作用,为肾结石的非侵入性预防策略提供了重要依据。
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肠道微生物群饮食指数及其对肾结石的保护作用:来自NHANES横断面数据中糖尿病中介作用的证据

1 引言

肾结石(KS)是最常见的泌尿系统疾病之一,全球发病率持续上升。美国国家健康与营养检查调查数据显示,在美国每年治疗肾结石的费用超过20亿美元。非传染性疾病如糖尿病、心血管疾病等与肾结石共享危险因素,包括不良饮食习惯、肥胖和代谢功能障碍。2016年Kase等人开发的肠道微生物群饮食指数(DI-GM)通过评估膳食对肠道菌群健康的影响,发现高纤维、多不饱和脂肪酸和低糖饮食可调节肠道菌群平衡。本研究基于NHANES大规模人群数据,首次系统分析DI-GM与肾结石风险的关系,并揭示糖尿病在两者间的中介作用。

2 方法

2.1 研究设计

基于2007-2018年NHANES数据,采用分层多阶段概率抽样设计。纳入19,841名完成肾结石诊断记录和饮食数据的参与者,通过移动体检中心收集24小时膳食回忆数据计算DI-GM评分。

2.2 DI-GM评分标准

包含14类食物/营养素:牛油果、西兰花、鹰嘴豆、咖啡、蔓越莓、发酵乳制品、膳食纤维、绿茶、大豆、全谷物为益生组分;红肉、加工肉类、精制谷物、高脂饮食(脂肪供能≥40%)为有害组分。根据性别特异性中位数划分得分:益生组分摄入量≥中位数得1分,<中位数得0分;有害组分反之。总分范围0-13,分数越高表示对肠道菌群越有益。

2.3 统计分析

采用多变量逻辑回归分析DI-GM与肾结石的关系,校正年龄、性别、种族、教育水平、婚姻状况、吸烟、饮酒、高血压、贫困收入比、血钙、eGFR和BMI。中介分析评估糖尿病的中介效应,亚组分析包括性别、种族/民族和饮酒状态。

3 结果

3.1 主要发现

DI-GM每升高1个标准差,肾结石风险降低22%(OR=0.78, 95%CI 0.65-0.92)。糖尿病中介效应占比9.27%,且在女性、非裔美国人和重度饮酒者中保护效应更强(OR=0.92, 95%CI 0.88-0.95)。机制涉及调节肠道菌群氧化代谢、增加尿柠檬酸排泄和抑制系统性炎症。

3.2 亚组分析

在重度饮酒者中,高DI-GM评分可显著降低肾结石风险,可能与膳食纤维和多酚改善肠道通透性有关。但在非饮酒者和适量饮酒者中未观察到显著关联。

3.3 中介效应

糖尿病中介分析显示,DI-GM总效应为-0.009489(p<0.0001),其中糖尿病中介效应-0.000903(p=0.0020),直接效应-0.008633(p<0.0001)。

4 讨论

4.1 饮食-菌群-结石轴

本研究首次建立DI-GM与肾结石风险的定量关系,揭示肠道菌群在肾结石形成中的核心作用。益生菌如Oxalobacter formigenes通过降解草酸盐降低尿草酸排泄,而高纤维饮食促进短链脂肪酸(SCFA)生成,改善肠道屏障功能。糖尿病通过升高尿钙和降低柠檬酸排泄加剧结石形成,且与肠道菌群失调相关。

4.2 临床转化

建议增加膳食纤维(如豆类、全谷物)摄入,减少精制糖和加工食品,结合益生菌(酸奶、开菲尔)改善肠道菌群。对糖尿病和复发性肾结石患者可探索个性化营养方案和草酸降解益生菌(如Oxalobacter formigenes)补充。

4.3 研究局限

未区分不同结石类型(如草酸钙、尿酸结石),缺乏抗生素使用和尿草酸/柠檬酸数据。未来需整合菌群测序和多组学方法,探索更多中介途径如系统性炎症和氧化应激。

5 结论

高DI-GM评分饮食能通过改善肠道菌群和代谢健康降低肾结石风险,其中糖尿病中介作用占9.27%。本研究为基于饮食干预的肾结石预防策略提供了重要证据,特别是针对糖尿病等代谢高风险人群。未来需开展纵向研究验证结果并开发个性化膳食方案。

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