印度移民肠道菌群的西化转变:饮食适应与炎症性肠病风险的关联研究

【字体: 时间:2025年08月04日 来源:npj Biofilms and Microbiomes 9.2

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  本研究针对印度移民群体肠道菌群的西化转变展开深入探讨,揭示了饮食适应(如高加工食品摄入增加和纤维减少)如何驱动菌群结构从Prevotella spp.主导的"印度型"向Bacteroides spp.为主的"西方型"过渡。通过16S rRNA和宏基因组测序分析印度本土居民、印度移民及印裔加拿大人的菌群特征,研究发现印裔加拿大人肠道中Prevotella copri(尤其是Clade A)丰度下降5倍,同时伴随碳水化合物活性酶(CAZymes)减少和BloSSUM(工业化相关)菌群增加。该转变与超加工食品(UPF)摄入量增加至每日热量的61%显著相关,可能解释印度移民群体炎症性肠病(IBD)风险升高的现象。

  

随着全球化进程加速,印度移民已成为北美增长最快的移民群体之一,但随之而来的是该群体炎症性肠病(IBD)发病率的显著上升。这一现象背后隐藏着一个关键科学问题:当人们从传统生活方式过渡到西方化环境时,肠道微生物组会发生怎样的适应性变化?这些变化又如何影响疾病风险?加拿大不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia)的研究团队在《npj Biofilms and Microbiomes》发表的最新研究,首次系统揭示了印度移民肠道菌群的西化轨迹及其健康影响。

研究团队采用多组学方法,对印度本土居民(n=61)、印度移民(n=32)、印裔加拿大人(n=17)以及欧裔对照组(n=64)的肠道菌群进行16S rRNA和shotgun宏基因组测序分析,同时结合详细的饮食调查。技术路线包括:1)基于GreenGenes2和MetaPhlAn4数据库的菌群分类分析;2)HUMAnN3功能预测;3)NOVA分类系统评估超加工食品摄入;4)BugBase表型预测。

印度微生物组与西方化群体的显著差异

α多样性分析显示印度人群具有最低的菌群多样性,这与西方研究中"低多样性即不健康"的传统认知相悖,提示评估标准需考虑族群特异性。β多样性分析(Bray-Curtis和Weighted UniFrac)证实印度和印度移民菌群显著区别于西方群体(p<0.01),其中Prevotella copri Clade A在印度人群中的相对丰度高达10.8%,是印裔加拿大人的5倍。LEfSe分析鉴定出印度菌群的标志性菌种包括Phocaeicola plebeius、Megasphaera sp.和Dialister hominis,而西方群体则以Alistipes、Bacteroides等工业化相关菌种为主。

功能预测揭示潜在健康风险

BugBase预测显示印度菌群具有更高的应激耐受性(pFDR=2.07e-18)和潜在致病性,主要由Pseudomonadota(变形菌门)驱动。MetaCyc通路分析发现印度菌群富集脂多糖(LPS)合成、肽聚糖代谢等途径,暗示更高的微生物细胞周转率。值得注意的是,印裔加拿大人菌群显示出糖原储存途径的上调,反映其饮食中快速代谢碳源的增加。

饮食适应驱动菌群西化

饮食分析揭示关键转变:印裔加拿大人超加工食品(UPF)摄入量达每日热量的61%,显著高于印度本土居民的12%(p<0.001)。dbRDA模型证实UPF和酒精摄入是菌群西化的主要驱动因素(pFDR=0.003)。伴随传统高纤维饮食(34.9g/天)向低纤维(13.1g/天)转变,印度特色的CAZymes(GH43、GH51等)丰度显著降低,这些酶原本由Prevotella copri产生,专门降解植物多糖。

讨论与展望

该研究首次描绘了印度移民肠道菌群的动态适应过程:从高Prevotella、高CAZymes的"印度型",经过移民初期的过渡态,最终发展为富含BloSSUM菌群的"西方型"。这种转变与印度移民IBD风险升高的流行病学数据高度吻合。研究特别指出,印度本土居民虽然菌群多样性较低且携带更多潜在致病菌,但可能已进化出相应的耐受机制;而当这些菌群遭遇西方饮食时,原有的生态平衡被打破,可能导致疾病易感性增加。

这项研究的创新性在于:1)突破了现有微生物组研究71%来自西方人群的局限;2)揭示了Prevotella copri不同进化枝(Clade A-D)在移民过程中的选择性丢失;3)建立了UPF摄入量与菌群功能改变的定量关系。未来研究需要明确这种菌群转变是否直接导致IBD,以及通过饮食干预能否维持有益菌群的可行性。随着全球43%人口生活在快速工业化地区,这些发现对理解现代疾病流行具有重要意义。

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