西班牙人群饮食模式与肠道菌群健康关联研究：基于公民科学项目的多组学分析

本研究通过公民科学项目探索西班牙人群饮食模式与肠道菌群健康的关联。研究人员采用纵向队列设计（n=1001），结合短食物频率问卷（sFFQ）和宏基因组测序技术，发现遵循富含坚果、种子、水果和蔬菜的饮食指南可增加微生物多样性（Shannon指数rho=0.160，P=0.0003），降低IBD相关菌群失调风险。研究首次揭示了西班牙国家营养建议与微生物生态系统健康的关系，为通过饮食干预预防非传染性疾病提供了新依据。

　　

在现代社会，饮食结构与慢性疾病的关系日益受到关注。全球疾病负担(GBD)研究显示，2017年约有1100万死亡病例与不良饮食习惯相关，其中全谷物和水果摄入不足被列为最主要的饮食风险因素。特别是在地中海地区，尽管传统饮食模式被认为健康，但西班牙人群对地中海饮食的依从性近年来显著下降。与此同时，炎症性肠病(IBD)等非传染性疾病的发病率持续攀升，越来越多的证据表明肠道微生物组在这些疾病中扮演关键角色。然而，关于国家饮食指南如何通过调节肠道菌群影响健康，以及西班牙不同地区、年龄和性别人群的饮食模式差异对微生物生态系统的影响，仍缺乏系统性研究。

为解答这些问题，Vall d'Hebron研究所医院（Vall d'Hebron University Hospital）的研究团队开展了一项创新的公民科学项目。研究招募了覆盖西班牙所有17个自治区的1001名健康参与者，通过纵向设计收集了2475份短食物频率问卷（sFFQ）和500份粪便样本的宏基因组数据。结合321名IBD患者的微生物组数据，研究团队开发了疾病相似性指数（IBD-similarity index），定量评估健康人群微生物组与疾病状态的偏离程度。该研究发表在《npj Biofilms and Microbiomes》杂志，首次系统揭示了西班牙国家饮食建议与肠道微生物健康的关联。

研究采用多项关键技术方法：1）基于网络平台的标准化sFFQ问卷（含58种食物项）进行纵向饮食数据采集；2）随机选择500份基线粪便样本进行宏基因组测序（平均5Gb/样本）；3）使用MetaPhlAn4和HUMAnN3进行物种和功能注释；4）建立机器学习模型预测饮食-菌群关联；5）开发疾病相似性指数量化菌群失调程度。

【个人特征、生活方式和地理因素影响膳食质量】通过多变量分析发现，年龄增长与健康饮食指数（hPDI）正相关（q=7.1×10^-7），而男性在多个饮食质量指数（IASE、hPDI、aMED等）表现较差。地理分析显示，西班牙内陆地区比地中海地区具有更健康的饮食模式，表现为更高的豆类摄入（q=0.013）。

【与GBD-2017建议的部分吻合】研究队列在蔬菜（321.48 g/天）、水果（225.6 g/天）和纤维（27.32 g/天）摄入量达到GBD推荐标准，但全谷物、坚果和钙摄入不足，红肉和含糖饮料摄入超标。

【菌群多样性与饮食因素关联】蔬菜（rho=0.118）、水果（rho=0.160）和坚果（rho=0.122）摄入与微生物α多样性正相关，而白面包摄入与多样性负相关（rho=-0.169）。健康饮食指数（如hPDI）与多样性显著正相关（rho=0.138，P=0.002）。

【排便频率影响菌群组成】研究发现排便频率>3次/周时微生物多样性趋于稳定。长转运时间与Akkermansia muciniphila等20种菌正相关，而与短转运时间相关的菌种则涉及碳水化合物降解途径。

【IBD相关菌群失调的饮食驱动因素】疾病相似性指数分析显示，蔬菜、水果和坚果摄入不足会增加菌群与IBD的相似性。Flavonifractor plautii和Ruminococcus gnavus与失调正相关，而某些梭菌和甲烷短杆菌（Methanobrevibacter smithii）则呈负相关。

【微生物组预测饮食模式】机器学习模型证实，咖啡（AUC=0.82）、坚果（AUC=0.76）和蔬菜（AUC=0.67）等食物可被微生物组特征准确预测，为饮食-菌群互作提供了量化证据。

这项研究通过创新的公民科学框架，首次全面描绘了西班牙人群饮食模式与肠道微生物组的关联图谱。研究证实国家饮食指南推荐的植物性饮食模式能显著改善微生物多样性并降低IBD相关失调风险，为公共卫生政策提供了科学依据。开发的疾病相似性指数为量化菌群健康状态提供了新工具，而基于网络的参与者互动平台（https://manichanh.vhir.org/POP/en）则开创了微生物组研究中的公众参与新模式。研究局限性包括自我报告饮食数据的潜在偏差和未对所有样本进行测序，未来需要通过干预实验验证因果关系。这些发现对指导个性化营养干预和预防非传染性疾病具有重要价值。