人口统计学因素驱动健康人群肠道微生物组多样性：年龄与地理位置的深层影响

本研究通过分析美国肠道计划（American Gut Project）数据，结合QIIME2生物信息学流程，系统揭示了年龄、性别和地理位置对健康人群肠道微生物组多样性的影响。研究发现年龄和地理因素显著改变微生物丰富度与系统发育多样性（p<0.05），而性别在健康BMI范围内影响微弱。该成果为疾病相关微生物组变异提供了人口学参照框架，对个性化医疗干预具有重要指导价值。

　　

人体肠道中居住着数万亿微生物组成的复杂生态系统，这些微小生命不仅参与消化代谢，还通过"肠-脑轴"调控免疫和神经系统功能。尽管既往研究多聚焦疾病状态下的菌群变化，但健康人群中年龄、性别等人口学因素如何塑造微生物组"指纹"仍存认知空白。美国加州大学伯克利分校分子细胞生物力学实验室（Molecular Cell Biomechanics Laboratory）的研究团队在《AMB Express》发表的最新研究，首次通过标准化队列分析揭示：老年人的肠道菌群系统发育多样性（Faith's Phylogenetic Diversity）比青少年高12.9%（p=0.001），而英国人群的UniFrac距离与美国样本差异显著（R²=0.078），这些发现为微生物组医学提供了全新的人口统计学视角。

研究采用美国肠道计划（American Gut Project）的标准化样本队列（n=120），按年龄（0-18/19-60/>61岁）、性别和地理位置（美/英/澳）分组。关键技术包括：①QIIME2流程进行16S rRNA序列质量控制（Deblur算法去噪）；②MAFFT-FastTree构建系统发育树；③ANCOM分析组间分类学差异；④冗余分析（RDA）量化人口因素解释度（R²）。

分类学组成

通过Venn图分析发现：性别间共享96个菌属（占总菌属72%），而>61岁组独有127个菌属，澳大利亚样本中Prevotella copri相对丰度较英美高30%。ANCOM检验确认Akkermansia muciniphila在老年组显著富集（q<0.05）。

α多样性指标

Faith's PD指数显示：>61岁组系统发育多样性显著高于19-60岁组（H=12.942, p=0.001），而地理分组中澳大利亚样本多样性最高（H=6.541, p=0.038）。值得注意的是，性别对Shannon指数无显著影响（p=0.983）。

β多样性分析

加权UniFrac距离表明：>61岁与<18岁组微生物组成差异最大（pseudo-F=2.013, p=0.089），英国与美国样本在Jaccard距离上显著分离（R²=0.050）。PCoA可视化显示澳大利亚样本形成独立聚类。

该研究首次建立健康人群微生物组的人口统计学基线：老年人菌群呈现"高多样性老龄化特征"，可能与黏膜屏障退化相关；地理差异主要由饮食文化驱动，如澳大利亚高纤维饮食促进Prevotella增殖。这些发现为疾病研究提供关键对照数据——例如帕金森病患者若出现Akkermansia异常增殖，需先排除年龄混杂效应。研究者建议未来纳入社会经济、饮食日志等多元数据，并扩大非洲、亚洲样本以完善全球微生物组地图。这项发表于《AMB Express》的工作，标志着微生物组研究从"疾病关联"迈向"人群基准"的新阶段。