西南地区人群肠道菌群特征及其与环境因素和代谢紊乱的关联研究

为解决中国西南地区人群肠道菌群特征与代谢紊乱关联机制不明的问题，研究人员通过中国多民族队列（CMEC）的粪便宏基因组测序，揭示了宿主社会经济、饮食、生活方式及临床指标与菌群功能及组成的显著关联，为代谢疾病的菌群标志物转化临床实践提供了新见解。

　　

研究背景
肠道菌群被称为人类的“第二基因组”，其组成和功能与宿主健康密切相关。近年来，大规模队列研究揭示了菌群与代谢疾病（如肥胖、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝等）的复杂关联。然而，中国西南地区作为地理环境独特、饮食文化多样的区域，其人群肠道菌群特征及与代谢紊乱的关系尚未系统探索。该地区高发的代谢疾病与菌群失调是否存在特异性关联？环境因素如何塑造菌群结构？这些问题亟待解答。

研究设计与方法
四川大学华西医院团队基于中国多民族队列（CMEC）的子项目CMEC微生物组计划（CMP），对921名西南地区汉族人群的粪便样本进行宏基因组测序（平均11.05±1.07 Gb数据量），结合293项宿主和环境因素（包括饮食、生活方式、临床指标等），采用MetaPhlAn3和HUMAnN3分析菌群组成与功能，并通过多元线性回归和网络分析揭示表型关联。

研究结果

1. 队列与参与者概述
研究纳入921名31-81岁参与者（50.05%男性），覆盖高血压（49.8%）、T2DM（19.9%）等7种代谢疾病。代谢综合征（MetS）与10年动脉粥样硬化性心血管疾病（ASCVD）风险显著相关（Spearman r=0.53）。

2. 西南地区肠道菌群组成与功能特征
菌群以厚壁菌门（Firmicutes，42.29%）和拟杆菌门（Bacteroidetes）为主。核心微生物包括9个属（如拟杆菌属Bacteroides）和9个种（如普拉梭菌Faecalibacterium prausnitzii），其中普拉梭菌在多个国际队列中均被鉴定为核心菌种。功能通路以氨基酸合成（18.57%）和核苷酸代谢为主。

3. 菌群多样性与肠型分析
α多样性（Shannon指数）与 Bray-Curtis距离强相关（r²=0.23）。肠型分为拟杆菌型（Cluster 1）和普雷沃菌型（Cluster 2），后者以普雷沃菌（Prevotella copri）为标志，但未发现与代谢疾病的显著关联。

4. 表型与菌群的关联
地理因素（城市差异）对菌群变异解释度最高（R²=1.81%），其次是采样月份（R²=1.10%）。血清尿酸（SUA）与瘤胃球菌（Ruminococcus gnavus）丰度正相关（R²=0.038），与普拉梭菌负相关（R²=0.022）。饮酒和饮茶习惯显著影响菌群组成。

5. 代谢疾病的菌群标志物
T2DM患者中，埃希氏菌（Escherichia coli）丰度升高，而产丁酸盐的罗氏菌（Roseburia inulinivorans）减少。NAFLD和MetS均与瘤胃球菌丰度增加相关。T2DM相关通路涉及辅酶B₁₂合成（COBALSYN-PWY）和短链脂肪酸代谢。

结论与意义
该研究首次系统描绘了中国西南地区人群肠道菌群图谱，揭示了地理和饮食因素对菌群的主导影响，并鉴定出T2DM等代谢疾病的潜在菌群标志物。普拉梭菌（F. prausnitzii）作为核心菌种和关键节点，其丰度下降与多种代谢紊乱相关，提示其保护作用。研究为开发地域特异性的菌群干预策略提供了科学依据，成果发表于《npj Biofilms and Microbiomes》。局限性包括横断面设计未涵盖用药史，未来需通过纵向队列深化机制研究。