《Frontiers in Nutrition》：A systematic review of the effects of diet on the gut microbiota in individuals at elevated risk for colorectal cancer
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背景：结直肠癌（Colorectal cancer, CRC）是重大公共卫生问题，新出现的证据强调肠道微生物群（gut microbiota）在CRC进展中的关键作用。鉴于饮食是影响CRC风险的主要可改变因素，部分通过其与肠道微生物组（gut microbio
背景：结直肠癌（Colorectal cancer, CRC）是重大公共卫生问题，新出现的证据强调肠道微生物群（gut microbiota）在CRC进展中的关键作用。鉴于饮食是影响CRC风险的主要可改变因素，部分通过其与肠道微生物组（gut microbiome）的相互作用实现，本系统综述评估了饮食干预随机对照试验（randomized controlled trials, RCTs），包括补充剂、功能性食品、全食物和膳食模式，对高风险个体肠道微生物组的影响。方法：对PubMed、Scopus和Web of Science进行检索，并手动检索系统综述、荟萃分析和相关论文参考文献列表，共识别出5,558条记录。结果：筛选后，7项研究符合纳入标准，聚焦于微生物多样性和分类学组成。研究结果表明，对微生物多样性指标的影响很小，仅在一般健康饮食膳食模式、菜豆粉（navy bean powder）干预和一项米糠（rice bran）干预中观察到。未按干预类型（功能性化合物、全食物或膳食模式）、干预持续时间或多样性指标呈现一致模式。相比之下，属水平组成变化更常被报道，但方向性因饮食暴露而异。一些米糠和菜豆干预中报道Faecalibacterium、Bifidobacterium和Lactobacillus富集，而其他干预中观察到Akkermansia、Ruminococcus、Bacteroides、Prevotella和Porphyromonas减少。在评估微生物衍生代谢物的四项试验中，一些与短链脂肪酸（short-chain fatty acids, SCFAs）和植物衍生代谢物增加相关，而另一些报告次级胆汁酸（secondary bile acids）、对甲酚硫酸盐（p-cresol sulfate）和支链细菌脂肪酸（branched-chain bacterial fatty acids）减少。结论：总体而言，本综述强调饮食策略在CRC风险人群中调节肠道微生物组的潜力，同时指出当前证据的关键空白，并为制定纳入微生物组评估的循证饮食干预提供方向。有限的RCT和结局异质性限制了普遍性。未来研究应在全生命周期开展严格RCT，使用微生物组和代谢物分析，如鸟枪法宏基因组学（shotgun metagenomics）、宏转录组学（meta-transcriptomics）或代谢组学（metabolomics），并检查未被充分研究的膳食模式，以指导CRC预防。系统综述注册：https://www.crd.york.ac.uk/PROSPERO/view/CRD42024530038，标识符CRD42024530038。
Introduction
结直肠癌（CRC）是全球常见癌症，造成显著疾病负担。年轻人CRC发病率预计上升。发达国家CRC发病率高于发展中地区。饮食通过肠道微生物组影响CRC风险：地中海饮食、健康饮食指数-2005、谨慎膳食模式及富含水果、蔬菜和全谷物的模式与CRC风险降低相关；加工肉、红肉、精制食品和西方饮食与风险增加相关。肠道微生物组介导饮食相关效应，生态失调可促进慢性炎症、基因毒性代谢物产生和免疫失调。高脂饮食可刺激特定肠道微生物产生致癌性次级胆汁酸，而膳食纤维发酵产生的短链脂肪酸（SCFAs）具有保护作用。宏基因组学和代谢组学识别出CRC相关微生物及代谢物。高风险个体可能存在基线微生物失调，因此本综述聚焦RCT，评估饮食干预对高风险个体肠道微生物多样性、分类学组成和代谢物谱的影响。
Methods
Search strategy
检索策略依据Cochrane系统综述手册制定，检索PubMed、Scopus和Web of Science，并于2024年4月9日和2025年7月28日更新，未限制发表日期。
Study selection
检索结果导入Zotero，三名作者评估纳入，分歧通过投票解决。采用PICO框架和PRISMA流程，四阶段排除：排除重复、儿童、孕妇、非人类、体外研究、综述、非英文全文等；排除非饮食干预、药物、益生菌、合生元、手术、肠内营养等；排除健康无CRC风险、仅按饮食定义CRC风险、无分类学组成或多样性数据者；排除未回答研究问题、无对照、仅报告相关性者。
Data extraction
数据收集表由三名作者设计并最终确定，两名作者提取数据，另一名作者审核。研究质量采用牛津循证医学中心证据水平评估，偏倚风险采用Academy of Nutrition and Dietetics质量检查表评估。
Results
Study design and duration
共筛选5,558条记录，最终纳入7项研究，其中2项研究有多篇相关论文。5项在美国，1项在中国，1项在希腊。6项为平行组RCT，1项为随机交叉设计。干预持续时间为4周至208周。
Dietary interventions
干预包括姜提取物、米糠、富含β-葡聚糖的面包、菜豆、含米糠或菜豆粉的餐食和零食、健康饮食或地中海膳食模式，以及强调水果、蔬菜和纤维的高纤维高果蔬低脂饮食。
Population characteristics
人群包括当前或近期切除腺瘤性息肉者、结直肠腺瘤者、癌前结直肠息肉者，以及通过亚太结直肠筛查工具、家族史或个人史定义的高风险者；部分为化疗或放疗后4个月以上的CRC幸存者。参与者多为中老年人，平均年龄50至70岁，平均BMI处于超重或肥胖范围。
Effects of dietary intervention on microbial diversity
菜豆摄入增加粪便微生物多样性，8周时反辛普森指数增加，4周时Chao指数增加。米糠干预在4周时增加Chao、Sobs和Simpson多样性指数，但24周时无差异。健康饮食和地中海饮食对结肠黏膜微生物多样性无显著影响，但健康饮食组26周时群落θYC距离降低。高纤维高果蔬低脂饮食未显示直肠组织微生物α或β多样性变化。姜提取物未导致α或β多样性显著差异。β-葡聚糖干预未评估多样性指标。
Effects of dietary intervention on microbial taxonomic composition
菜豆摄入8周后增加Faecalibacterium、Odoribacter、Bifidobacterium和Eubacterium brachy，减少Collinsella和Ruminococcus torques。另一项菜豆粉干预4周未改变分类学组成。米糠在2周时增加Bacteroidetes并减少Firmicutes，降低Firmicutes与Bacteroidetes比值；24周米糠干预较米糠粉更增加Firmicutes和Lactobacillus。姜提取物6周后减少Bacteroides、Akkermansia和Ruminococcus。β-葡聚糖干预4周减少总大肠菌群，4至12周减少Clostridium perfringens。健康饮食或地中海饮食未改变结肠黏膜微生物分类学组成。高纤维高果蔬低脂饮食208周后减少直肠组织微生物中Porphyromonas和Prevotella相对丰度。
Effects of dietary intervention on microbial-derived metabolites
菜豆摄入8周增加哌可酸和葫芦巴碱，减少一种未指明的吲哚衍生物。另一项菜豆干预4周增加粪便尸胺和4-羟基苯乙酸；血浆3-(4-羟基苯基)丙酸和尿液4-羟基马尿酸高于对照。米糠干预2周增加粪便乙酸和丙酸，4周减少甘氨酸脱氧胆酸和对甲酚硫酸盐，增加地奥司明。β-葡聚糖干预未显著改变总挥发性脂肪酸（VFA）、丙酸、支链VFA或其他VFA浓度，但12周时乙酸高于对照。健康饮食和地中海饮食26周降低总支链细菌脂肪酸，但未改变氧化三甲胺（TMAO）或脂多糖结合蛋白。补充材料列出所有代谢物和化合物。
Quality of assessment of studies
方法学异质性可能部分解释结局不一致。牛津证据水平评估显示3项研究为1b，4项为2b。质量检查表评估显示3篇文章为阳性，8篇为中性，1篇为阴性。多数研究存在统计局限，包括依赖组内变化而未评估组间时间交互、p值报告不清、对分类水平分析未一致应用错误发现率（FDR）校正。
Discussion
Summary of evidence
本系统综述显示，针对CRC高风险人群肠道微生物组结局的RCT饮食干预有限。既往证据多来自观察性研究。许多被排除的干预关注术前或术后微生物组、手术恢复或饮食联合药物等。本综述聚焦特定饮食干预对高风险人群微生物多样性、分类学组成和微生物产生代谢物的影响。
Microbial diversity and taxonomic composition shifts
总体上，多样性指标受影响较小，仅在健康饮食、菜豆粉和一项米糠干预中观察到，且无一致模式。分类学变化更常在属水平观察到，但方向性混合且依赖背景。米糠和菜豆干预可富集Faecalibacterium、Bifidobacterium和Lactobacillus等常与丁酸产生、抗炎和上皮稳态相关的类群；姜提取物则减少Akkermansia和Ruminococcus，这些属包含与黏蛋白降解和复杂碳水化合物代谢相关的种。Clostridium perfringens、Porphyromonas、Bacteroides和Prevotella等也出现变化。菜豆与菜豆粉之间的差异提示食物基质和加工可能影响微生物对底物的可及性。分类学变化方向本身不能统一表示获益或损害。
Microbial produced metabolites
四项报告代谢物的研究显示，短链脂肪酸及多酚和植物衍生代谢物增加，这些代谢物与肠道屏障支持、抗炎和抗氧化过程相关；同时次级胆汁酸、对甲酚硫酸盐和支链细菌脂肪酸减少，可能提示抑制促瘤途径、蛋白水解发酵或改变底物利用。代谢物方向与上皮增殖、炎症信号和促瘤代谢环境相关，支持饮食改变CRC风险的生物学合理性。机制包括“驱动-乘客”模型、NF-κB和Wnt/β-catenin通路激活、Warburg效应、三羧酸（TCA）循环下调和乳酸产生增加。SCFAs可抑制组蛋白去乙酰化酶（HDAC），抗性淀粉可影响CRC相关DNA甲基化，多酚具有抗氧化和抗炎作用。
Strengths, limitations, and interpretation considerations
本综述优势在于专门纳入RCT，并提供微生物衍生代谢物的机制分析。局限包括无法探讨生命周期差异，年龄相关微生物变化可能影响饮食反应；近期早发CRC上升使年轻人群研究不足。基线宿主-微生物生态可能影响反应。纳入试验采样粪便或黏膜组织，无法区分腔室与黏膜微生物群效应。研究多聚焦短期至中期干预，长期影响不明。试验数量和结局异质性限制定量荟萃，因此采用叙述性综合。
Implications of findings, research gaps, and future directions
关键空白是高风险CRC人群中饮食干预影响肠道微生物组结局的RCT有限。未来研究应超越微生物组成描述，关注微生物功能对炎症、上皮完整性和免疫调节等CRC相关通路的影响。应更多使用宏转录组学或代谢组学等高级功能分析，评估氨基酸代谢、多酚生物转化和生物活性代谢物。未来试验应明确聚焦与DNA损伤、上皮增殖、炎症信号和肿瘤代谢直接相关的微生物衍生代谢物。还需研究整体膳食模式而非孤立食物成分，并扩展至低CRC风险地区膳食模式。正式荟萃分析可比较高风险与平均风险人群的饮食-微生物组反应。未来设计应包含明确终点及宿主相关结局，如肠道屏障功能、全身炎症和癌症相关通路。
Conclusion
本系统综述强调饮食干预调节与CRC预防相关肠道微生物组途径的重要但未被充分探索的潜力。当前证据显示全食物、营养丰富膳食模式和特定功能性化合物可正向影响微生物多样性、组成和代谢物产生，但仍存在显著研究空白。未来研究应优先在多样人群中开展膳食模式RCT，整合先进微生物组功能分析，以更好阐明饮食-微生物组-CRC轴。随着证据基础扩大，未来综述应通过荟萃分析综合可比结局，并正式评级证据确定性，以指导通过微生物组调节降低CRC风险的饮食策略。
