一项新发表在《营养素》杂志上的科学综述揭示了母亲传给孩子的肠道微生物如何可能是解开肥胖遗传谜团的关键，为更有效的预防策略提供了新的希望。
研究人员探讨了身体质量指数（BMI）的遗传性。肥胖是一个主要的公共卫生危机和非传染性全球大流行病。全球肥胖人数超过8.9亿，超重影响了25亿成年人。此外，还有超过50种与肥胖相关的疾病，如高血压、2型糖尿病、阻塞性睡眠呼吸暂停、脂肪肝病、血脂异常和多囊卵巢综合征。
肥胖的发病机制复杂且不明确，涉及致胖环境和遗传结构之间的相互作用。公众对肥胖发展的理解充满了误解。该研究讨论了肥胖具有显著的遗传成分，并强调了BMI的遗传性。综述还倡导更多的公众教育和同情心，以减少肥胖污名，认识到生物和环境因素的多因素驱动。
双胞胎研究为BMI遗传性提供了最佳证据。一项涉及1,421对双胞胎的中国研究表明，BMI的遗传率为72%，并且发现心血管代谢特征和BMI的遗传率随年龄下降，环境因素在老年人中比遗传因素更重要。以色列的一项研究表明，父母和子女之间BMI的遗传率为39%。
这些研究表明，BMI及其隐含的肥胖具有高遗传性，总体遗传率估计为40%至50%。然而，BMI遗传率在不同BMI亚组中有所不同；正常体重人群的BMI遗传率约为30%，而肥胖人群的BMI遗传率则为60%至80%。全基因组关联研究（GWAS）发现了超过1,000个影响BMI的变异，其中大多数等位基因仅对体重有几克的影响。
促进肥胖的等位基因在有肥胖倾向或体重增加的人群中影响更大，但在正常体重人群中影响较小。因此，影响BMI的等位基因的外显率因BMI而异。值得注意的是，大多数GWAS识别出的BMI影响位点的因果关系尚不清楚。即使结合数千个遗传变异，多基因风险评分也只能解释约8%的BMI变异，表明大部分遗传性仍未被解释（“缺失的遗传性”）。然而，影响体重的基因变体主要在中枢神经系统中表达，尤其是下丘脑中的食欲和代谢控制中心。综述进一步指出，基因-环境相互作用可能会放大遗传风险，这些因素的复杂性导致难以确定缺失遗传性的来源。
肠道微生物群及其代谢产物通过直接和间接机制与大脑沟通。肠道微生物群通过中央代谢和食欲控制影响体重增加和BMI的趋势。肠道微生物群的组成与体重相关，肥胖和瘦弱个体表现出不同的组成。饮食和生活方式因素也影响肠道微生物群的组成。
肠道微生物群通过调节肠壁内内分泌细胞的激素信号来影响下丘脑对代谢和食欲的控制。一些效果来自肠道微生物群的代谢产物，如短链脂肪酸（SCFAs）。一项研究发现，SCFAs刺激G蛋白偶联受体41（GPR41），增强肽YY（PYY）的分泌，这是一种类似胰岛素的抑制食欲的激素。
SCFAs还刺激GPR43，补充GPR41的效果，导致胰高血糖素样肽1（GLP-1）的分泌，从而诱导饱腹感并支持食欲控制。SCFAs通过直接中枢和间接效应可能对下丘脑的代谢和食欲控制产生有意义的影响，并代表BMI的一个生物学贡献者，尽管所有SCFAs的确切效果和益处及其相互作用仍在积极研究中，目前详细的机制理解主要来自动物模型，需要谨慎地转化为人类生理学。综述指出，虽然动物研究提供了重要见解，但人类中微生物-大脑-BMI联系的直接因果证据仍在出现，不同类型的膳食纤维和代谢结果之间的发现可能存在差异。
肠道微生物群也可能影响大脑中的神经递质和神经受体的敏感性。一项啮齿类动物研究发现，长期摄入乳酸杆菌会导致γ-氨基丁酸（GABA）受体表达的变化，这反过来又与焦虑和抑郁行为的减少有关。
此外，迷走神经切断的小鼠缺乏这种效果，支持迷走神经在介导大脑和肠道微生物群之间的信号传递中起重要作用。迷走神经将肠道微生物群与肝脏相连，与下丘脑沟通以控制进食行为、食欲和代谢。然而，这些神经-体液和神经递质效应主要在动物模型中得到证实，将其推断到人类时应谨慎。
肠道微生物群只有在其本身可遗传的情况下才能对BMI遗传性做出贡献。剖宫产消除了新生儿在分娩过程中接触母体微生物的机会；因此，新生儿肠道微生物群是由环境衍生的。在阴道分娩过程中，以及通过母乳喂养经由肠-乳腺途径，新生儿会接触到母体微生物群。一项系统综述发现，阴道分娩导致婴儿肠道微生物群更好的定植模式和整体多样性，优于剖宫产。
阴道分娩和母乳喂养还使母体肠道微生物群得以传递给后代，支持肠道微生物群的遗传性。母体来源的微生物通过阴道分娩或母乳喂养永久定植于婴儿肠道，而非母体来源的微生物通常是暂时的。母体来源微生物的持久性表明婴儿和母体肠道微生物之间存在兼容性，这可能是由遗传因素介导的。此外，尽管不是严格意义上的生物遗传机制，类似于基因传递，研究论文指出，家庭内部共享的食物环境和饮食习惯（环境影响）也可以通过共同的饮食暴露来塑造家庭成员之间相似的肠道微生物群。综述区分了这些环境效应和真正的生物遗传性，强调两者都对家庭中肠道微生物群和BMI的模式有所贡献。
总之，BMI高度可遗传，但GWAS只识别了这一遗传性的一小部分。鉴于遗传性包括任何继承的生物特征，有必要超越人类基因组寻找一些缺失的遗传性。考虑到肠道微生物群对代谢和食欲控制的影响及其在代际间的母子传递性，肠道微生物群可能对BMI的遗传性做出了贡献。需要注意的是，原始论文承认，目前关于肠道微生物群对食欲控制影响的大部分证据主要来自啮齿类动物研究，假设主要基于人类研究的观察数据，目前缺乏大规模人类干预试验的广泛验证。这突显了进一步进行人类研究的必要性，并在推断发现时保持谨慎。综述还倡导更广泛的公共卫生方法，以增进理解和减少污名。建议所有个体，不仅仅是育龄女性，通过多样化的植物性、富含纤维的饮食来优化其肠道微生物群。
鉴于肠道微生物群的遗传性，至少在阴道分娩和/或母乳喂养的背景下，育龄女性应在孕前、孕期和产后期间通过富含多样化、未加工植物性食物和特定发酵食品的饮食来优化其肠道微生物群。改善公众对肥胖发病机制的理解，并认识到BMI主要是通过遗传和肠道微生物群遗传的，可以促进社会对肥胖人群态度的文化变革。
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