一项近期发表在《eGastroenterology》上的探索性研究显示,仅持续六天的燕麦、牛奶和水饮食对肠道微生物组的影响比预期更为复杂。来自鲁汶大学及合作机构的研究人员开展了一项严格控制的饮食干预实验——"燕麦研究",以探究食物种类的减少是否会导致个体间肠道微生物群的趋同。令人惊讶的是,尽管参与者的饮食几乎完全相同,他们的微生物组并未随之趋同。这一发现突显了个体化反应的重要性,并指出了"一刀切"微生物组靶向饮食干预的局限性。
这项为期21天的研究追踪了来自比利时佛兰德地区的18名健康成年人。研究分为三个阶段:7天的基线期(正常饮食)、6天的干预期(仅食用燕麦片、全脂牛奶和矿泉水)以及8天的恢复期(恢复正常饮食)。研究人员每天收集粪便样本,每周进行血液检测,通过16S rRNA基因测序结合流式细胞术对微生物组进行定量分析。参与者还记录了详细的饮食日记,使研究人员能够将饮食摄入与微生物和代谢结果联系起来。值得注意的是,微生物组分析考虑了摄入与排出之间约2天的延迟,提高了数据的准确性。
主要发现
- 饮食趋同达成
干预措施显著减少了食物摄入的多样性。分析证实,在6天的纯燕麦饮食阶段,饮食多样性急剧下降。宏量营养素摄入也减少,总热量减少了31.5%,脂肪、蛋白质和碳水化合物的摄入量也显著下降。有趣的是,由于燕麦富含膳食纤维,纤维摄入量反而增加。
- 个体间微生物组未趋同
该研究最令人惊讶的发现之一是个体间肠道微生物群未出现趋同现象。相反,微生物组特征保持独特,某些情况下甚至变得更加分化。饮食干预对属级微生物组变异的影响大小(ES)为3.4%,但个体间差异显著(1.67–16.42%)。这一结果挑战了长期以来认为统一的饮食输入会产生统一的微生物结果的观点,支持了宿主特异性因素(如遗传、基线微生物组和代谢能力)主导饮食调节反应的观点。
- 向潜在失衡肠型转变
微生物群落结构发生了显著变化。与失衡相关的拟杆菌2型(Bact2)肠型的流行率在干预期间显著增加,而更稳定的拟杆菌1型(Bact1)群落则减少。这些变化在参与者恢复正常饮食后逆转。Bact2的优势与产丁酸盐的属——粪杆菌(Faecalibacterium)的显著下降相吻合。鉴于其与微生物多样性减少和炎症状态相关,Bact2的短暂上升引发了对这种限制性饮食健康影响的担忧。
- 微生物负荷和多样性下降
干预期间,粪便微生物负荷下降超过30%,而粪便湿度或传输时间没有变化。这与观察到的热量摄入减少一致,并呼应了此前关于热量限制下细菌生物量减少的研究结果。此外,总体微生物组多样性(通过Shannon指数衡量)在干预期间显著下降,这一模式与微生物生态系统不成熟和缺乏恢复力相关。
- 个体微生物组反应各异
尽管存在群体级趋势,个体对同一饮食的反应却大相径庭。一些人显示出微生物组成显著变化,而另一些人则相对稳定。作者尝试识别预测因素,如性别或基线微生物组多样性,但在进行多重检验校正后,未发现明确的预测因子。这种不可预测性强化了宿主-微生物组相互作用的复杂性,并表明微生物变化主要由个人特征而非仅仅饮食驱动。个性化营养可能是实现靶向微生物组调节的关键。
解读与影响
该研究的结果挑战了简化饮食自然会导致微生物群落趋同的直觉认知。相反,它们展示了个体微生物组的恢复力以及现有微生物状态在塑造对环境变化反应中的重要性。研究强调了以下几点:
- 个性化饮食优于通用处方:即使在严格控制的饮食条件下,个体也会表现出独特的微生物反应。未来的干预措施应考虑个性化基线评估,以指导饮食建议;
- 谨慎使用肠型作为生物标志物:虽然Bact2与失衡和疾病有关,但其在此健康个体中的短暂出现提示在解释肠型为固定或病理标志时需谨慎;
- 超越热量和宏量营养素:该研究支持微生物组的“连续成熟”概念,即微生物发育不仅受营养摄入影响,还受底物多样性和传输时间的影响。这些因素在塑造肠道健康方面可能与热量含量同样重要。
总之,“燕麦研究”表明,即使大幅减少饮食多样性,也不一定会导致肠道微生物群的统一性。相反,人类微生物组表现出恢复力和个体性,受复杂的宿主-微生物动态控制。尽管饮食趋同增加了潜在失衡群落类型的流行率并减少了微生物多样性,但整体效果在个体间差异显著且较为温和。这些见解对未来微生物组靶向干预的设计至关重要,必须考虑个体差异和生态背景。
来源:
First Hospital of Jilin University
参考文献:
Vermeulen, A., et al. (2025). Dietary convergence induces individual responses in faecal microbiome composition. eGastroenterology. doi.org/10.1136/egastro-2024-100161。
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