肠道菌群是如何成为人体健康晴雨表的？

当下，肠道菌群已经成为了“研究爆款”，我们也逐渐对寄居在自己肠道中的这些“小伙伴”了解的越来越多。肠道菌群会受到宿主饮食的影响，再反过来影响宿主的新陈代谢，这种互相影响的应用价值让无数研究者为之着迷。但是，真的可以通过筛查肠道菌群来了解和预测健康状况吗？

饮食习惯与肥胖和2型糖尿病（T2DM）的发展有关，肥胖和T2DM则是心血管疾病（CVD）的常见危险因素^[1]。更直接来看，饮食习惯会直接影响肠道菌群的组成，然而，微生物对人类代谢的关系却尚不明晰。

为了克服上述问题，来自比利时的科学家Asninar、Berry和同事进行了不懈的努力，通过膳食组合试验的个性化反应研究（PREDICT 1）将营养调查提高到了一个新水平。这项研究旨在通过解释饮食与微生物组成在代谢中的相互作用，来量化和预测对标准膳食的代谢反应的个体差异，文章于今年2月份发表在Nature Medicine 杂志上^[2]。

肠道菌群种类越丰富

机体代谢情况越好

本研究证实，遗传因素在确定个体营养反应中仅起次要作用，并且这种反应是非常个性化的。在295个相关性分析中，有56个在微生物组成与饮食，个人特征和代谢参数之间在统计学上具有显著的相关性。与之前的人类研究得出的结果一致^[3,4]，肠道菌群丰度与BMI、内脏脂肪组织量和预测的肝脂肪变性呈负相关，相比之下，肠道菌群丰度与心脏代谢风险因素（例如高密度脂蛋白胆固醇）呈正相关。此外，PREDICT 1研究还发现了肠道菌群丰度与一些新兴的心脏代谢生物标志物之间的关联，包括脂蛋白颗粒大小和糖蛋白乙酰化（一种炎症生物标志物）。

众里寻菌千百度，那菌与我共饕餮

这项研究的优势在于，并非依据营养成分给食物进行单一因素分类，而是根据植物性还是动物性以及是否被认为是健康的，被分为四类，如图二所示。健康的饮食被定义为可以降低慢性疾病风险的食物组合。研究者发现，饮食不同则微生物种群不同，也就是说，我们肠道中的小菌菌和我们的口味一致。

图1 研究中所用的食品分类

此外，研究人员还确定了由15种肠道微生物组成的“风向标小组”，这些微生物与降低某些疾病（如肥胖和T2DM）的风险有关。有趣的是，“风向标小组”中的15位并非我们所熟知的面孔，甚至是“初识”，这强烈地表明，我们对小菌菌及其功能的了解还远远不够。

图2 “风向标小组”中的15种微生物

菌菌可以预测餐后甘油三酯和胰岛素浓度

回顾一下，我们之前说到，肥胖和T2DM是心血管疾病的常见危险因素。于是，研究人员针对选定的心脏代谢标志物开发了基于微生物组的机器学习模型，以探索肠道微生物与心脏代谢因子之间的联系。结果发现，通过微生物可高度预测餐后甘油三酯和胰岛素浓度，这可能是由于肠道菌群对胆汁酸的作用不同所致。值得注意的是，还有许多其他代谢产物本研究并未探究，例如短链脂肪酸等。

 图3 肠道微生物、饮食和宿主代谢之间的复杂关系

有益菌和有害菌的分类还为时尚早

当然，本研究只是发现了这些微生物与人的一些代谢表型相关，但并不能确定是因果关系。甚至，即使在不同的研究中反复观察到，也存在强的相关性，却还是无法保证因果关系，比如关于Subdoligranulum spp ^[5]和Akkermansia muciniphila ^[6]的研究。

总结与展望

最后来回答这个问题，可以通过筛查粪便微生物来了解和预测健康状况吗？

就现有的证据来看，通过筛查粪便微生物来了解和预测健康状况有很大的可行性，但需要更加完善的体系和更丰富的证据，以及稳定的实验可重复性。目前，研究人员正在进行PREDICT 2和PREDICT 3研究，具体会带来哪些令人惊喜的新发现，我们拭目以待。

文/盛杰

责编/Jane

参考文献

[1]Cani PD, Van Hul M. Do diet and microbes really 'PREDICT' cardiometabolic risks? Nat Rev Endocrinol. 2021 Feb 24.

[2]Asnicar F, Berry SE, et al. Microbiome connections with host metabolism and habitual diet from 1,098 deeply phenotyped individuals. Nat Med. 2021 Feb;27(2):321-332.

[3] Le Chatelier, E. et al. Richness of human gut microbiome correlates with metabolic markers. Nature 500, 541–546 (2013).

[4] Dao, M. C. et al. Akkermansia muciniphila and improved metabolic health during a dietary intervention in obesity: relationship with gut microbiome richness and ecology. Gut 65, 426–436 (2016).

[5] Van Hul, M. et al. From correlation to causality: the case of Subdoligranulum. Gut Microbes 12, 1–13 (2020).

[6] Depommier, C. et al. Supplementation with Akkermansia muciniphila in overweight and obese human volunteers: a proof-of-concept exploratory study. Nat. Med. 25, 1096–1103 (2019).

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