仅食用野生食物对肠道微生物组的大规模影响:发现、意义与启示

【字体: 时间:2025年05月14日 来源:Scientific Reports 3.8

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  在人类健康研究中,肠道微生物组(GM)与健康密切相关,受饮食等因素影响。为探究野生食物饮食对 GM 的影响,研究人员让参与者在特定时期仅食用野生食物并采样分析。结果发现,该饮食显著改变 GM 组成,且部分变化持久。这为理解饮食与 GM 关系提供新视角。

  肠道微生物组(GM)如同人体内部的一个神秘 “小宇宙”,对人类健康有着至关重要的影响。不同的生活方式和饮食习惯,就像一双双无形的手,塑造着这个 “小宇宙” 的模样。在现代社会,人们的饮食结构发生了巨大变化,高度加工、富含脂肪和糖的食物充斥着餐桌。这种 “西方” 或 “工业化” 的饮食方式,使得肠道微生物组的多样性降低,一些与炎症和免疫介导疾病相关的菌群增多。而与之形成鲜明对比的是 “传统” 饮食,它似乎能促进一些对健康有益的菌群生长。
但以往大多数关于饮食对肠道微生物组影响的研究,都局限于包含驯化食物的饮食范畴。要知道,在人类漫长的进化历史中,大部分时间里人们食用的都是野生食物。这些野生食物在营养成分上与现代驯化食物有很大差异,比如野生肉类含有更多不饱和脂肪,野生植物富含更多纤维且糖分更少。那么,这种仅食用野生食物的饮食方式,会给肠道微生物组带来怎样独特的影响呢?它是否能增加那些对健康有益的菌群,或者让那些在现代 “西方” 人群中消失的 “老朋友” 菌群重新出现呢?而且,这些影响在恢复正常饮食后,是会消失还是会持续存在呢?带着这些疑问,来自荷兰莱顿大学和意大利博洛尼亚大学的研究人员开展了一项别具一格的研究。

这项研究成果发表在《Scientific Reports》上。研究人员选择了一名经验丰富的野生食物采集者作为参与者,在 8 周时间里,让他先保持 2 周正常饮食,接着 4 周只食用野生食物,最后 2 周再恢复正常饮食。在这期间,参与者每天采集粪便样本并详细记录饮食情况。研究人员通过 16S rRNA 测序、寡聚分型和网络分析等技术,对样本中的微生物群落进行了深入研究。

研究人员用到的主要关键技术方法有:首先是粪便样本的采集与处理,使用特定工具收集样本并保存,之后提取微生物 DNA;接着进行 16S rRNA 基因扩增和测序,对特定区域进行扩增和文库制备,在 Illumina MiSeq 平台测序;然后运用生物信息学和生物统计学分析,借助相关软件和算法处理序列数据、进行分类和多样性分析;最后开展网络分析,确定细菌共丰度组和关键物种 。

下面来看看具体的研究结果:

  • 个体食用野生食物的体验:野生食物饮食期间,参与者主要食用栗子、橡子等,还搭配一些其他坚果、种子、新鲜绿叶蔬菜、干浆果和少量鹿肉、海鱼。在此期间,参与者体重下降了 4kg,恢复正常饮食后又迅速回升 2kg。而且,由于食物种类有限,准备食物时间也少,参与者感到很无聊,这可能是导致热量摄入减少和体重下降的原因。
  • 三个饮食阶段 GM 的特征:在饮食干预前,参与者的肠道微生物组主要由厚壁菌门、拟杆菌门和放线菌门的一些分类群主导,这些在 “西方” 生活方式的健康人群中很常见。通过 β 多样性分析发现,不同饮食阶段的微生物群落有明显差异。野生食物饮食期间,一些细菌家族的相对丰度发生显著变化,比如 Lachnospiraceae、Streptococcaceae 等增多,Bifidobacteriaceae、Rikenellaceae 等减少。多数变化在恢复正常饮食后回到初始水平,但 Bifidobacteriaceae、Rikenellaceae 等仍保持与野生食物饮食期间相似的水平,Akkermansiaceae 家族在恢复正常饮食后进一步增加。同时,α 多样性分析表明,从干预前到干预期间再到干预后,微生物多样性逐渐增加。
  • 饮食诱导的演替变化和 “老朋友” 菌群:研究发现,肠道微生物组的变化不是随机的,而是呈现出明显的演替模式。从干预前到干预期间再到干预后,微生物群落不断变化,且在野生食物饮食期间和之后,保持了更多的多样性,一些物种变得更持久。然而,令人意外的是,研究中没有发现 “老朋友” 菌群在野生食物饮食期间或之后增加。而且,在从正常饮食转变为野生食物饮食的过程中,关键物种发生了变化,从 Faecalibacterium prausnitzii 转变为 Blautia,同时产丁酸细菌的组成也发生了变化。
  • 野生食物饮食引起的 GM 变化比其他饮食扰动更大:与之前研究中人们从 “西方” 饮食转变为更传统饮食,或完全转变为素食、肉食的情况相比,本次研究中从 “西方” 饮食转变为仅食用野生食物的饮食,肠道微生物组的 β 多样性变化更大。而且,研究样本的肠道微生物组结构在整体上与其他城市工业人群相似,但处于中间位置,介于大多数城市工业样本和美洲原住民、农村农业人群之间。

综合来看,这项研究得出了几个重要结论:一是仅食用野生食物会极大地改变人类肠道微生物组,且这种变化比其他饮食干预更大,但它并没有将 “西方” 的肠道微生物组结构完全转变为 “传统” 的,而是形成了一种新的菌群排列。这表明肠道微生物组在应对饮食变化时,既能调整自身结构和功能,又受到其他生活方式因素的影响。二是尽管肠道微生物组发生了显著变化,但没有证据表明 “老朋友” 菌群在野生食物饮食期间增加,这意味着当代肠道微生物组在面对饮食改变时,重新获得那些在祖先时期存在但现在消失的微生物种类的能力可能有限。三是仅食用野生食物的饮食可以诱导肠道微生物组群落的持续重组,这说明短期的饮食干预可能对肠道微生物组的组成产生长期影响,不过还需要更长时间的跟踪研究来确定这些变化的持续时间。

这项研究为我们理解饮食与肠道微生物组之间的关系提供了新的视角。它让我们看到,野生食物饮食对肠道微生物组有着深刻的影响,这种影响不仅体现在微生物群落的结构变化上,还涉及到功能的调整。未来,研究人员可以在更广泛的人群中进一步研究这些微生物组变化对代谢和免疫的影响,以及它们对长期健康的潜在意义,这将有助于我们更好地利用饮食来调节肠道微生物组,促进人类健康。

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