南方人vs北方人，膳食的不同會(huì)帶來(lái)腸道菌群的差異

　　近日，中國(guó)疾病預(yù)防控制中心營(yíng)養(yǎng)與健康所在ADVANCED SCIENCE 雜志（影響因子 = 15.1）上發(fā)表了題為“Diet Mediate the Impact of Host Habitat on Gut Microbiome and Influence Clinical Indexes by Modulating Gut Microbes and Serum metabolites”的科研論文（原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202310068）。該論文第一作者為營(yíng)養(yǎng)所張繼國(guó)研究員，營(yíng)養(yǎng)所王惠君研究員和張兵研究員教授為并列通訊作者，合作團(tuán)隊(duì)包括山東大學(xué)和美國(guó)北卡羅萊納大學(xué)教堂山分校。該研究發(fā)現(xiàn)地理因素導(dǎo)致了最大微生物群變異，驗(yàn)證了地理、膳食和腸道微生物群對(duì)中國(guó)人群血清代謝物和宿主健康的影響，并為指導(dǎo)設(shè)計(jì)人類疾病預(yù)防和治療策略的后續(xù)研究提供了全面的資源。

 

　　該課題研究對(duì)象為“中國(guó)健康與營(yíng)養(yǎng)調(diào)查”項(xiàng)目的15省、自治區(qū)/直轄市的3224名18-80歲成年人，并對(duì)地理、人口、食物、營(yíng)養(yǎng)素、生理和血液指標(biāo)等6大類109個(gè)變量進(jìn)行了多重分析。研究發(fā)現(xiàn)，地理因素解釋了研究對(duì)象腸道微生物大部分的變異。膳食是介導(dǎo)不同居住地人群腸道微生物差異的最重要因素。研究還發(fā)現(xiàn)，膳食和腸道微生物的共同參與導(dǎo)致血清代謝物的變化，并與血壓、血糖等慢性病指標(biāo)的變化相關(guān)。該研究證明，腸道微生物及其代謝物是膳食等外部因素影響人類健康的重要介質(zhì)，其結(jié)果為建立新的人群疾病預(yù)防和治療策略提供了重要依據(jù)。

 

 

　　A  隊(duì)列的圖形摘要和變量概述（N=收集的變量數(shù)量，n=樣本量）。中國(guó)地圖中的背景根據(jù)區(qū)域分類著色。紅色曲線表示本研究中兩個(gè)區(qū)域的邊界。紅色直線表示中國(guó)人口邊界的胡煥庸線。

 

　　B  個(gè)體間前五個(gè)門級(jí)微生物群的相對(duì)豐度（n=3,224）。

 

　　C  前十個(gè)菌群屬的相對(duì)豐度。

 

　　D  基于FDR＜0.05過(guò)濾的PERMANOVA（Adonis）評(píng)估與腸道微生物變異顯著相關(guān)的宿主因素的影響大小，根據(jù)元數(shù)據(jù)類別著色。

 

 

　　研究人群中小麥消費(fèi)隨緯度升高而增加，而大米、豬肉和蔬菜消費(fèi)隨緯度降低而增高。來(lái)自河南、陜西和山東（中國(guó)北方）的人群食用小麥較多，而來(lái)自湖南、貴州、廣西和云南（中國(guó)南方）的人群食用大米、豬肉和蔬菜較多。由于食物偏好的地理差異，與食物相關(guān)的腸道菌屬也表現(xiàn)出明顯的地理差異。北京、陜西和河南的人群腸道富含雙歧桿菌；浙江和云南的人群腸道富含Blautia菌；云南和廣西的人群腸道富含Eggerthella菌。小麥和大米的攝入量可以介導(dǎo)緯度對(duì)雙歧桿菌的影響。小麥和魚類的攝入量可以介導(dǎo)緯度對(duì)Blautia菌和Lachnospiracea incertae sedis菌的影響。小麥攝入量和雙歧桿菌豐度與緯度的增加呈正相關(guān)，而大米和魚類攝入量以及Blautia菌和Lachnospiracea incertae sedis菌與緯度呈負(fù)相關(guān)。

 

 

　　食物和腸道微生物從很大程度上解釋了血清代謝物的變異。在湖南省和貴州省，植物油攝入是與人群血清代謝物關(guān)聯(lián)最多的食物。Blautia菌提高了水果攝入對(duì)血清蘇氨酸水平的影響，Blautia菌豐度與血清蘇氨酸呈正相關(guān)，蘇氨酸是一種與舒張壓負(fù)相關(guān)的代謝物，這可能是水果攝入降低舒張壓的潛在途徑，Blautia菌還可能通過(guò)降低血清甘油磷酸膽堿（16:0/16:1）的水平來(lái)降低血壓。大米攝入量與芽孢桿菌的豐度呈正相關(guān)，芽孢桿菌與血清壬二酸（C9-DC）呈正相關(guān)，而壬二酸 （C9-DC）與糖化血紅蛋白（HbA1c）呈正相關(guān)。飲酒可能通過(guò)降低Clostridium XVIII菌的豐度和增加2-羥基-3-戊酸甲酯水平而導(dǎo)致天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶升高。

 

　　年齡也是與腸道微生物密切相關(guān)的顯著變量。研究發(fā)現(xiàn)，雙歧桿菌、Blautia菌和Lachnospiracea incertae sedis菌與年齡的增長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)，而機(jī)會(huì)性病原體大腸埃希氏桿菌/志賀氏桿菌和狹窄梭菌與年齡呈正相關(guān)。在與年齡相關(guān)的代謝產(chǎn)物中，發(fā)現(xiàn)磷脂酰甘油（16:0）和甘油磷酸膽堿（18:0/20:4）與年齡呈正相關(guān)。此外，與年齡相關(guān)的慢病指標(biāo)與腸道微生物和血清代謝物的變化有關(guān)，腸道Blautia菌減少和血清磷脂酰甘油（16:0）增加可能與高血壓有關(guān)。