《Journal of Functional Foods》:Natural orange extract supplementation and its effects on gastrointestinal discomfort and gut microbiota in healthy adults: a randomized, double-blind, placebo-controlled clinical trial
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背景:人体持续暴露于多种潜在有害物质和微生物之中,这些感染因子可破坏健康与疾病之间的微妙平衡。肠道屏障作为关键防御系统,限制有害物质和病原体进入体内,同时维持肠道稳态。肠道上皮屏障受损及随之而来的肠道通透性增加可导致通常称为"肠漏"(leaky gut)的状况
背景:人体持续暴露于多种潜在有害物质和微生物之中,这些感染因子可破坏健康与疾病之间的微妙平衡。肠道屏障作为关键防御系统,限制有害物质和病原体进入体内,同时维持肠道稳态。肠道上皮屏障受损及随之而来的肠道通透性增加可导致通常称为"肠漏"(leaky gut)的状况。肠漏与多种肠道疾病相关,包括炎症性肠病(IBD)、肠易激综合征(IBS)、酒精性肝病、非酒精性脂肪性肝病、脂肪性肝炎、肝硬化和胶原相关疾病。除胃肠道外,肠漏还与糖尿病等全身性疾病及肠外疾病相关。症状上,肠漏综合征(LGS)以胃肠道紊乱为特征,最显著的是腹泻、腹胀、腹痛及消化不良特征如恶心、早饱感和餐后饱胀感。据信LGS影响数百万人,其中许多人仍未意识到该状况。营养遗传学、营养基因组学和表观遗传学的最新进展为其潜在机制和进展提供了更深入的见解,促进了管理肠道通透性的个性化营养策略的探索。天然生物活性化合物,包括草药、多酚、氨基酸、矿物质、抗氧化剂和功能性食品,已显示出增强肠道屏障功能和降低肠道通透性的潜力,支持整体胃肠道健康。在多酚中,黄酮类代表一大类且广泛研究的类别,包括黄酮醇类(如槲皮素)、黄烷酮类(如橙皮素、柚皮素)、黄酮类(如芹菜素)和黄烷-3-醇类(如儿茶素)等亚类,其中许多与支持肠道屏障完整性和调节肠道功能有关。橙皮苷是一种黄烷酮糖苷,主要存在于柑橘属果实中,分布于外果皮、中果皮、内果皮和果汁中,是橙子中主要的黄烷酮。橙子因其丰富的生物活性化合物组成而被广泛认可,这些化合物有助于人体健康,包括酚类、黄酮类、类胡萝卜素、维生素C和多糖, collectively表现出抗氧化特性、支持免疫功能并可能有助于预防慢性疾病。在这些成分中,黄酮类是许多食品中存在的重要植物来源多酚。它们被分类为黄烷酮类、黄酮类、异黄酮类、黄烷醇类、花青素和黄酮醇类等亚类,柑橘黄烷酮通过抗氧化、抗炎和调节肠道菌群效应对胃肠道健康显示出潜在益处。使用SHIME(人体肠道微生物生态系统模拟器)模型的实验研究表明,柑橘来源产品可有益地调节肠道菌群和微生物代谢物。补充橙汁或柑橘提取物已被证明可增加有益细菌如Lactobacillus spp.和Bifidobacterium spp.,同时增强关键短链脂肪酸(SCFAs)的产生,包括乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐。SCFAs已被证明可增加肠道中IgA包被细菌的数量,有助于微生物调节和预防菌群失调。此外,SCFAs有助于抑制微生物入侵并支持肠道屏障完整性,从而降低肠道通透性("肠漏")。富含橙皮苷的柑橘提取物也与产丁酸盐细菌丰度增加相关,如Clostridium coccoides/Eubacterium rectale群。尽管实验和临床研究已提供证据表明柑橘黄酮和橙子来源产品可能影响胃肠道生理学和肠道菌群,但现有临床证据仍然有限且异质性较大。人体干预研究报告了橙汁消费后特定肠道微生物分类群、短链脂肪酸和黄烷酮相关代谢物的变化;然而,对整体肠道菌群多样性和组成的影响并不一致。此外,现有临床研究评估了不同的柑橘制剂、人群和健康结局,使得难以确定富含橙皮苷的天然橙提取物是否能为经历胃肠道不适的个体提供临床相关益处。因此,需要评估胃肠道症状和生活质量以及粪便特征和微生物群相关结局的对照临床证据。基于这些发现,研究人员假设富含橙皮苷的天然橙提取物可能有助于缓解胃肠道不适。因此,开展了一项为期90天的随机、双盲、安慰剂对照临床研究,以评估天然橙提取物对胃肠道健康的影响。主要结局是胃肠道生活质量指数(GIQLI)消化领域评分从基线到第45天和第90天的变化。次要结局包括整体GIQLI评分的变化、粪便稠度和BSFS应答者状态、使用胃肠道症状评定量表(GSRS)评估的胃肠道症状严重程度、与肠道通透性和炎症相关的血清标志物、粪便SCFA水平以及通过下一代测序评估的肠道微生物组组成和多样性。
研究背景:胃肠道症状在多种疾病中被频繁报告,包括功能性胃肠病如肠易激综合征、功能性腹泻和功能性便秘,以及器质性胃肠道疾病包括胃炎、炎症性肠病、消化性溃疡病和胃肠道恶性肿瘤。柑橘黄烷酮已被广泛报道对重要胃肠道参数发挥有益作用,包括调节炎症和维持肠道屏障完整性,突出其在支持胃肠道功能和整体肠道健康中的潜在作用。肠漏综合征(LGS)影响数百万人,以腹泻、腹胀、腹痛和消化不良为特征。天然生物活性化合物包括多酚已显示出增强肠道屏障功能的潜力。橙皮苷是橙子中主要的黄烷酮,实验研究表明柑橘来源产品可有益地调节肠道菌群。然而,现有临床证据仍然有限且异质性较大,评估富含橙皮苷的天然橙提取物对胃肠道不适个体临床相关益处的研究尚不充分。因此,研究人员假设富含橙皮苷的天然橙提取物可能有助于缓解胃肠道不适,并开展了为期90天的随机、双盲、安慰剂对照临床研究。该研究在印度四个临床中心于2024年11月至2025年6月期间进行,共筛选72名参与者,随机分配64名(天然橙提取物组n=32,安慰剂组n=32),58名完成研究,49名纳入符合方案集(PP)分析。主要结局为GIQLI消化领域评分从基线到第45天和第90天的变化。研究结论:天然橙提取物补充与胃肠道症状、生活质量和粪便模式的改善相关。观察到的粪便稠度和频率变化伴随着肠道菌群组成的描述性变化和短链脂肪酸水平升高的趋势;然而,这些发现未得到炎症标志物统计学显著变化的支持。与安慰剂相比,天然橙提取物组更高比例的参与者达到预定义的正常粪便模式应答者标准,到第90天所有参与者均达到应答阈值。这些临床结局伴随着炎症标志物的适度变化,以及短链脂肪酸产生增加和肠道菌群组成变化的趋势。虽然研究结果表明柑橘来源生物活性化合物在支持消化健康和微生物平衡方面具有潜在作用,但观察到的效果应在考虑研究范围的背景下解读。总体而言,天然橙提取物可能代表一种促进胃肠道健康的实用膳食方法,需要进一步研究以更好地了解其长期效果和潜在机制。重要意义:该研究为富含橙皮苷的天然橙提取物改善胃肠道健康和调节肠道微生物群提供了临床证据支持,表明其可作为促进胃肠道健康的膳食干预手段。
关键技术方法:该研究为随机、双盲、安慰剂对照临床试验,在印度四个临床中心开展,为期90天。研究纳入18-65岁有胃肠道不适史的成人,基线GIQLI消化领域评分≤55。参与者经两周导入期后按1:1比例随机分配至天然橙提取物组(每日500 mg,含85-95%橙皮苷)或安慰剂组(微晶纤维素),持续90天。主要结局采用GIQLI评估消化症状;次要结局包括BSFS评估粪便稠度、GSRS评估胃肠道症状严重程度、血清LBP评估肠道通透性、IL-6/IL-10/TNF-α评估炎症、粪便钙卫蛋白、粪便SCFA水平以及NGS评估肠道微生物组组成和多样性。样本量基于先前研究估算每组需32名参与者。统计分析采用FAS人群,主要结局使用ANCOVA以基线值为协变量。
研究结果:
3.1 人口学特征:两组基线人口学特征具有可比性,无统计学显著差异。橙提取物组和安慰剂组平均年龄均为33岁,橙提取物组男性23名(71.9%)、女性9名(28.1%),安慰剂组男性24名(75.0%)、女性8名(25.0%)。基线BMI分别为24.45 kg/m2和25.53 kg/m2。
3.2 主要结局——胃肠道消化症状(GIQLI):接受天然橙提取物的参与者在第45天GIQLI消化领域评分改善[13.89(3.62)]显著大于安慰剂组[8.03(4.66)](p<0.0001)。该差异在第90天持续存在,天然橙提取物组平均变化为21.79(8.11),安慰剂组为14.97(5.33)(p<0.0001),表明天然橙提取物补充对消化症状有持续改善作用。
3.3 次要结局:
3.3.1 胃肠道生活质量——GIQLI:天然橙提取物补充导致第45天总GIQLI评分增加显著大于安慰剂组,橙提取物组平均变化24.67(10.37),安慰剂组12.83(9.30)(p<0.0001)。第90天该改善持续,天然橙提取物组平均变化[41.75(18.47)]大于安慰剂组[27.40(11.53);p<0.0001]。表明天然橙提取物相比安慰剂显著改善胃肠道功能和生活质量。
3.3.2 粪便稠度——BSFS:异常粪便类型(BSFS 6-7型)频率在研究期间两组均下降,天然橙提取物组下降显著更大。第45天,天然橙提取物组平均频率降至2.00(2.48),安慰剂组为4.97(4.64)(p=0.0037),对应较基线分别减少85.07%和63.45%(p=0.0043)。第90天,天然橙提取物组异常粪便类型平均频率降至0.64(1.39),安慰剂组为2.30(2.98)(p=0.0090),对应减少95.80%和83.59%(p=0.0024)。正常粪便类型(BSFS 3、4、5型)频率在研究期间两组均增加。第45天,天然橙提取物组平均频率增至27.25(10.28),安慰剂组为25.23(8.89),组内均有显著改善(p=0.0065和p=0.0094)。天然橙提取物组正常粪便频率增加更大(42.50%),安慰剂组为16.75%。第90天,正常粪便类型增加百分比分别为23.45%和26.06%,组间改善相当。
3.3.3 应答者百分比——BSFS:第45天,天然橙提取物组达到应答者标准的参与者比例(89.29%)显著高于安慰剂组(63.33%)(p=0.0210)。第90天,天然橙提取物组所有参与者(100%)达到应答阈值,安慰剂组为93.33%。
3.3.4 胃肠道症状——GSRS:第45天,天然橙提取物组GSRS评分降低[?3.00(5.25)]大于安慰剂组[?1.87(4.20)],两组组内均有显著改善(p=0.0063和p=0.0213)。第90天,天然橙提取物组GSRS评分降低进一步增加[?5.29(6.35)],仍大于安慰剂组[?3.90(5.06)]。表明天然橙提取物组胃肠道症状改善更大。
3.3.5 肠道通透性——血清LBP:90天研究期间,两组血清LBP水平均显示适度增加,组间无统计学显著差异(p=0.0712)。所有值均在正常参考范围内。表明干预与LBP水平的任何临床有意义变化无关。
3.3.6 炎症——IL-6、IL-10和TNF-α:第90天,天然橙提取物组和安慰剂组IL-6平均水平分别降低1.57(8.95)pg/mL和2.03(7.69)pg/mL,组间差异无统计学意义(p=0.4351)。天然橙提取物组IL-10水平轻微增加[0.02(1.00)pg/mL],安慰剂组降低[?0.17(0.80)pg/mL],组间差异无统计学意义(p=0.1726)。天然橙提取物组TNF-α降低[?0.64(0.54)pg/mL]大于安慰剂组[?0.53(0.51)pg/mL],组间差异无统计学意义(p=0.3419)。总体而言,炎症生物标志物变化在各参数间存在差异,组间无统计学显著差异。
3.3.7 肠道炎症——粪便钙卫蛋白:研究结束时,粪便钙卫蛋白水平两组间存在变异性,安慰剂组下降,天然橙提取物组轻微增加,组间差异无统计学意义(p=0.4195),干预期间无一致趋势。
3.3.8 微生物代谢活性——粪便SCFA:第90天,两组SCFA浓度均增加。乙酸盐水平天然橙提取物组平均变化14.98(37.20)μmol/g,安慰剂组25.05(26.13)μmol/g。丙酸盐两组均增加,天然橙提取物组平均变化[10.62(18.93)μmol/g]大于安慰剂组[8.26(19.17)μmol/g]。丁酸盐天然橙提取物组平均变化[16.22(22.29)μmol/g]高于安慰剂组[9.92(16.12)μmol/g]。总体而言,两组SCFA水平均有改善,天然橙提取物组丙酸盐和丁酸盐增加趋势更大,乙酸盐安慰剂组增加更大;但组间差异未达统计学显著性。
3.3.9 肠道微生物组——NGS:在门水平,橙提取物组Bacteroidota增加(47.6%至59.6%),Bacillota(Firmicutes)减少(37.7%至27.9%)。安慰剂组Bacteroidota增加(54.0%至61.6%),Bacillota适度减少(32.9%至28.9%)。在属水平,橙提取物组Segatella分类群增加(34.0%至45.9%),Escherichia–Shigella、Lachnospira、Megasphaera和未分类Prevotellaceae相对丰度增高,Bacteroides、Faecalibacterium、Agathobacter和Sutterella下降。安慰剂组Segatella分类群减少(40.5%至35.5%),Prevotella出现(<1%至4.0%)。在种水平,橙提取物组未分类Segatella分类群增加(33.2%至43.2%),Prevotellaceae bacterium Marseille-P2831适度增加(23.2%至26.9%),Bifidobacterium adolescentis出现于1%阈值以上。安慰剂组"Others"分类群显著增加(25.2%至28.5%),未分类Segatella大幅减少(38.2%至32.5%)。总体表明橙提取物组显示更广泛的微生物多样化和Bacteroidota富集。
3.4 不良事件:仅天然橙提取物组一名参与者出现轻度发热,被认为与研究产品无关并完全消退。
3.5 安全性评价:研究期间两组生命体征无显著变化。
讨论部分总结:胃肠道症状在功能性胃肠病和器质性胃肠道疾病中频繁报告。柑橘黄烷酮已被广泛报道对重要胃肠道参数发挥有益作用。本随机安慰剂对照研究评估了天然橙提取物补充对胃肠道健康、粪便特征、炎症标志物、微生物代谢物和肠道菌群组成的影响。接受天然橙提取物的参与者相比安慰剂在胃肠道生活质量方面改善更大,GIQLI消化领域和总评分增加更高,第45天明显并持续至第90天。GSRS评分降低进一步支持患者报告的胃肠道症状改善。粪便模式正常化是干预的另一显著结局,异常粪便类型频率大幅下降,正常粪便形式频率增加。血清LBP评估的肠道通透性变化微小,组间无统计学显著差异,值保持在正常生理范围内。炎症生物标志物变化适度,IL-6和TNF-α降低,IL-10轻微增加,但组间差异无统计学意义。粪便钙卫蛋白无有意义变化,基线水平在正常范围内并保持稳定。粪便SCFA分析显示两组乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐均增加,天然橙提取物组丙酸盐和丁酸盐增加更大,但组间差异无统计学意义。肠道菌群组成在门、属、种水平均显示组间差异,天然橙提取物组Bacteroidota增加、Bacillota减少,显示更广泛和平衡的微生物组成变化。总体而言,研究结果表明天然橙提取物补充可能通过多种互补机制支持胃肠道健康。研究局限性包括:90天干预期虽提供证据但更长随访可进一步了解效果持续性;评估了选定生物标志物和微生物代谢物,未来更广泛功能或机制标志物评估可提供更多见解;微生物组分析主要关注相对细菌丰度和组成,未进行α和β多样性的正式统计学评估;符合方案集样本量相对较小应予以考虑。结论翻译:总之,天然橙提取物补充与胃肠道症状、生活质量和粪便模式的改善相关。观察到的粪便稠度和频率变化伴随着肠道菌群组成的描述性变化和短链脂肪酸水平升高的趋势;然而,这些发现未得到炎症标志物统计学显著变化的支持。与安慰剂相比,天然橙提取物组更高比例的参与者达到预定义的正常粪便模式应答者标准,到第90天所有参与者均达到应答阈值。这些临床结局伴随着炎症标志物的适度变化,以及短链脂肪酸产生增加和肠道菌群组成变化的趋势。虽然研究结果表明柑橘来源生物活性化合物在支持消化健康和微生物平衡方面具有潜在作用,但观察到的效果应在考虑研究范围的背景下解读。总体而言,天然橙提取物可能代表一种促进胃肠道健康的实用膳食方法,需要进一步研究以更好地了解其长期效果和潜在机制。