《Food Production, Processing and Nutrition》：Effects of recombinant brazzein consumption as a sugar alternative on human gut microbiota, biochemical status, and psychological well-being
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Brazzein和其他甜蛋白可作为合成甜味剂的天然替代品。它们在肠道内被消化，并与普通食物蛋白质一同被处理。brazzein的甜度是蔗糖的500–2000倍，目前正被开发为一种安全的、通过生物技术生产的糖替代品。在这项为期21天的随机对照研究中，涉及60名健康
Brazzein和其他甜蛋白可作为合成甜味剂的天然替代品。它们在肠道内被消化，并与普通食物蛋白质一同被处理。brazzein的甜度是蔗糖的500–2000倍，目前正被开发为一种安全的、通过生物技术生产的糖替代品。在这项为期21天的随机对照研究中，涉及60名健康志愿者，研究人员评估了每日口服重组brazzein与蔗糖相比的耐受性、生化及生理反应、心理健康状况和肠道菌群变化。brazzein摄入耐受性良好，对临床或生化参数无不良影响，并且与胃肠道症状评分的轻微改善以及肠道菌群中Dialister invisus丰度的增加相关。这些发现支持brazzein的安全性，并表明其作为糖替代品的潜力，对人体健康无不利影响。
全球糖消费量在过去50年间增长了三倍，导致肥胖、糖尿病、心血管疾病和龋齿等健康问题日益突出。过量糖摄入还与肠道菌群失调及代谢失衡密切相关。人工甜味剂虽然广泛使用，但越来越多的证据显示其可能增加癌症、焦虑、心血管疾病、血栓形成、缺血性卒中、痴呆及肠道菌群不良变化等风险。甜蛋白如brazzein因其天然属性和高甜度（为蔗糖的500–2000倍）而成为有前景的替代方案。brazzein源自Pentadiplandra brazzeana，但天然含量极低，需通过生物技术生产。此前动物实验已证实重组brazzein无过敏原性、细胞毒性和致突变性，且不影响大鼠肠道菌群。然而，其在人体中的安全性和耐受性数据尚缺乏。
为此，研究人员开展了一项为期21天的随机对照住院试验，招募60名健康志愿者（28名男性，32名女性，年龄18–44岁），随机分为实验组（每日口服含0.02 g重组brazzein的100 g威化饼）和对照组（每日口服含30 g蔗糖的100 g威化饼），全面评估重组brazzein作为糖替代品的人体耐受性、生化与生理反应、心理状态及肠道菌群变化。该研究是首次在人体中评估重组brazzein安全性的探索性试验，论文发表在《Food Production, Processing and Nutrition》。
主要关键技术方法包括：采用随机、对照、平行组、开放标签设计；所有参与者住院21天以标准化饮食（标准基础饮食，约2170–2400 kcal/天）并确保依从性。研究采集了体格检查、生命体征、血常规（CBC）、生化血液检测（BBT）、尿检（UA）、总IgE水平，以及参与者报告结局（PRO）问卷（包括7×7胃肠症状问卷、幸福感-活动-心境（WAM）问卷、医院焦虑抑郁量表（HADS）和糖态度问卷）。粪便样本用于16S rRNA基因全长测序（Oxford Nanopore技术），通过Emu进行物种分类，分析α多样性（Shannon指数）、β多样性（Bray-Curtis距离及非度量多维尺度分析），并用BIRDMAn进行差异丰度分析。
### 体格检查与临床检测
人口学特征方面，60名参与者全部完成试验，无中途退出。生命体征（呼吸频率、血压、心率、体温）在两组内及组间均无显著差异，所有指标均在参考范围内。实验组未报告任何不良事件，对照组出现一例多汗和一例头痛。体重指数（BMI）在两组中始终处于正常范围，且未见显著变化。血常规和尿检各参数在试验期间均无显著改变。生化检测中，仅实验组碱性磷酸酶活性在试验结束时较对照组有统计学显著升高（56.25 U/L对43.90 U/L，p<0.05），但绝对值极小且未超出参考范围。过敏状态检查中，两组总IgE水平在试验前后均无显著差异，未观察到过敏表现（如充血、荨麻疹、瘙痒、Quincke水肿）。
### 参与者报告结局
7×7问卷评估显示，对照组胃肠道症状累积评分在整个试验期间无明显变化；brazzein组累积评分从28降至19，提示症状频率或严重程度有所下降，但两组间差异未达统计学显著水平（p>0.05）。WAM问卷结果表明，两组参与者平均幸福感、活动度和心境评分均高于4分，在整个21天内保持稳定，提示心理情绪状态处于正常范围。HADS量表分析显示，两组焦虑和抑郁水平均低于7分（正常阈值）。brazzein组在第7天和第14天焦虑水平较基线显著下降（p<0.05和p<0.01），对照组在第21天焦虑水平显著下降（p<0.01）；第14天和第21天时，brazzein组抑郁水平显著低于对照组（p<0.05）。糖态度调查显示，88%的受访者每日摄入糖，其中46%每日摄入超过3茶匙；85%不认为糖有益，但仅56%愿意戒糖；39%愿意用甜味剂替代糖。
### brazzein对人体肠道菌群的影响
对48名参与者（每组24人）的96份粪便样本进行16S rRNA基因全长测序，共获得1,235,058条原始读段，质控后保留788,632条，鉴定出482种细菌。α多样性（Shannon指数）在组间以及组内时间点之间均无显著差异。β多样性分析（Bray-Curtis距离）显示微生物组成与组别和时间点均显著相关（PERMANOVA校正后p=0.03），但个体间变异较大，NMDS图中未形成明显聚类。BIRDMAn差异丰度分析显示，蔗糖摄入后，Streptococcus oralis、Phascolarctobacterium succinatutens、Escherichia coli等相对丰度升高，而Phocaeicola plebeius、Dialister invisus等降低。brazzein摄入后，Escherichia coli、Negativibacillus massiliensis、Bifidobacterium adolescentis、Dialister invisus等相对丰度升高，而Eubacterium siraeum、Prevotella copri、Mycoplasma mycoides等降低。值得注意的是，Bifidobacterium longum、B. adolescentis和D. invisus在蔗糖组中降低而在brazzein组中升高，呈现方向相反的变化；而E. coli、Akkermansia muciniphila和P. succinatutens在两组中均升高，属于单向变化。
### 讨论
讨论部分指出，本研究中所有整体健康指标在两组中均保持稳定，brazzein组未出现不良事件，血常规、尿检及肝肾功能相关生化指标均无临床显著改变，提示brazzein短期内耐受性良好。心理状态评估显示参与者整体处于低焦虑、低抑郁水平，brazzein摄入者在试验第一周内即出现焦虑和抑郁分数的下降，而对照组较晚出现类似变化，提示brazzein可能对心理状态有轻微积极影响，但结果需谨慎解读，因住院环境本身可能影响情绪。
菌群方面，brazzein摄入与Dialister invisus和Bifidobacterium adolescentis相对丰度增加相关。D. invisus的代谢产物如乙酸和丙酸可能参与炎症调节，其在炎症性肠病中丰度较低，提示其增加可能有利于肠道稳态。B. adolescentis能够代谢复杂碳水化合物并产生短链脂肪酸（SCFAs），其增加与改善菌群状态和降低促炎标志物相关。然而，brazzein组中Dorea longicatena和Phascolarctobacterium faecium丰度降低，Prevotella copri和Eubacterium siraeum也降低。P. copri与复杂多糖利用及葡萄糖代谢相关，其降低可能对糖耐量产生潜在影响；E. siraeum在小鼠模型中抑制脂肪沉积。但所有这些变化均未伴随临床可检测的不良效应。整体α和β多样性未出现显著改变，提示用brazzein替代30 g蔗糖在21天内未诱导健康成年人肠道菌群失调。
研究局限性包括：样本以年轻健康个体为主，结果外推受限；近期抗生素使用未作为排除标准；21天干预期可能不足以反映长期变化；开放标签设计可能引入偏倚；心理结局受住院环境影响，应视为探索性指标。
### 结论
在这项研究中，用作糖替代品的重组brazzein耐受性良好，在本研究条件下未观察到与生化或生理参数相关的不良变化。摄入brazzein后未观察到肠道菌群的主要结构变化。总体而言，这些发现支持brazzein作为一种耐受性良好且无可检测不良影响的糖替代品的潜力，与先前关于其安全性的证据一致（Novik et al., 2023; Veselovsky et al., 2024）。然而，需要进一步研究来确认这些发现并评估长期影响。
