Cell | 李福勇等证实非工业化饮食模式可改善消化道微生物组功能并降低慢性疾病风险

BioArt · 生物 · 2 天前

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消化道微生物组内含数万亿细菌，对人类健康至关重要，可影响宿主的消化、免疫和新陈代谢功能。然而，工业化对人类消化道微生物组产生了深远影响，增加了慢性疾病的风险。尤其是工业化饮食，因其富含加工食品、缺乏膳食纤维，破坏了微妙的消化道微生态系统，与肥胖、糖尿病和心脏病等多种慢性疾病密切相关。尽管人们普遍意识到饮食对健康的影响，但许多人仍低估了其影响程度。

为了研究并建立一种普适的消化道微生物组恢复策略，以纠正工业化对人类健康的不利影响，2025年1月23日，浙江大学李福勇研究员（共同第一作者）联合爱尔兰 APC 微生物组研究所Jens Walter教授研究组等在 Cell 上发表了题为 Cardiometabolic benefits of a non-industrialized-type diet are linked to gut microbiome modulation 的研究论文，该研究证实了一种基于非工业化饮食模式的微生物组重建饮食的健康益处，包括改善消化道微生物组功能、增加有益细菌的代谢产物、促进减重，并在短短三周的干预周期内降低了多种慢性疾病的标志物：

有害胆固醇水平降低了17％；
血糖水平降低了6％；
C-反应蛋白（一种炎症和心血管疾病的标志物）水平降低了14％。

该研究中的非工业化饮食设计灵感源自团队先前针对巴布亚新几内亚农村地区人群消化道微生物组的研究。这一地区的人群拥有更为多样化的消化道微生物组，其中富含可发酵膳食纤维的细菌，而与西方饮食相关的促炎细菌数量较低。当地的传统饮食主要包括未加工的、富含膳食纤维的植物性食物，其糖分和热量水平相对较低。基于这些特征，并考虑到加拿大可获得的相关食材，研究团队开发了一种模仿巴布亚新几内亚农村地区传统非工业化饮食习惯的饮食方案，设计了以豆类、甘薯、大米、黄瓜、卷心菜、菊芋、豌豆和洋葱等食材为基础的食谱。在选取这些食材时，特别关注了其棉子糖和水苏糖的含量，因为这些糖类在消化道中有助于促进罗伊氏乳杆菌（Limosilactobacillus reuteri）的定植与生长。这一精心设计的食谱体现了非工业化饮食的多个主要特征：

以植物食材为主，但却并非单纯素食：食谱主要由蔬菜、豆类和其他植物性食材组成，同时每天提供一份动物蛋白，如三文鱼、鸡肉或猪肉等；
不包含乳制品、牛肉或小麦：这些食材并非巴布亚新几内亚农村地区传统饮食的成分；
很少含有富含糖和饱和脂肪的加工食品；
富含膳食纤维：每1000卡路里的食物含有22克膳食纤维，超过目前的膳食推荐水平。

饮食干预阶段向参与者提供的食物示例

研究团队进行了严格的人体临床试验，受试者在干预阶段严格遵循上述饮食干预，并同时摄入一种在工业化人类微生物组中较少发现的有益细菌--罗伊氏乳杆菌。在研究中，非工业化饮食不仅促进了罗伊氏乳杆菌在消化道中的短期定植，同时改善和重塑了多种受工业化不利影响的消化道微生物特征，包括抑制促炎细菌、降低降解肠道粘液层微生物基因数量、提高血液中有益微生物代谢产物的水平。例如，可降低2型糖尿病风险的神经保护类代谢物Indole-3-propionic acid（吲哚-3-丙酸）在血液中的浓度显著增加；与癌症相关的代谢物如Deoxycholic acid（脱氧胆酸）和Ursodeoxycholic acid（熊去氧胆酸）的水平显著降低。此外，尽管受试者在非工业化饮食干预阶段的卡路里摄入水平并未减少，但体重显著减轻，同时此饮食也为宿主的心血管代谢带来了明显的益处。机器学习方法证实，消化道微生物，特别是在慢性疾病中发挥关键作用的微生物组特征，介导了上述饮食干预所带来的益处。

该研究证实了通过天然、富含营养的食物改善消化道微生态并促进心血管健康的可行性。同时，这些精心挑选的食材具有在不同国家和地区广泛推广的潜力。