《Nutrients》:Targeting Stress and the Gut–Brain Axis: Effects of Lifestyle and Psychobiotic Interventions on the Gut Microbiome in Adults—A Systematic Review of Randomized Controlled Trials
背景/目的: 压力日益被认为是经由双向微生物群–肠–脑轴调节肠道微生物组组成和功能的重要调节因素。因此,膳食、精神生物及其他生活方式导向的干预措施作为同时影响压力相关结局和肠道微生物组的潜在策略,已引起越来越多的关注。本系统综述旨在评估研究生活方式导向及精神生物干预对成人压力相关结局和肠道微生物组影响的随机对照试验(RCTs)。方法: 依据《系统综述和荟萃分析优先报告条目》(PRISMA)2020指南,在PubMed、Scopus和Cochrane CENTRAL中对2016年至2026年4月间发表的英文RCTs进行了系统性文献检索。符合条件的研究纳入成人(≥18岁),评估生活方式导向或精神生物干预,并同时报告肠道微生物组相关及压力相关的心理或生物学结局。采用Cochrane偏倚风险评估工具2(RoB 2)评估偏倚风险。由于存在显著的方法学和临床异质性,研究结果采用叙述性综合。结果: 29项RCTs符合纳入标准。干预措施包括精神生物补充剂、膳食干预和功能性食品,以及其他生活方式导向方法。在各干预类别中,微生物组反应存在异质性,没有单一的分类学或多样性特征能一致地表征报告压力相关结局改善的试验。尽管如此,在多项干预中识别出涉及双歧杆菌属(Bifidobacterium)/双歧杆菌科(Bifidobacteriaceae)、乳杆菌属(Lactobacillus)/乳杆菌科(Lactobacillaceae)、粪杆菌属(Faecalibacterium)、罗斯氏菌属(Roseburia)以及毛螺菌科(Lachnospiraceae)/瘤胃菌科(Ruminococcaceae)成员的反复变化,同时伴有短链脂肪酸(SCFAs)相关微生物特征的改变。整体微生物多样性的变化不一致,心理与微生物组反应并非总是平行发生。总体而言,随机证据表明存在反复出现的分类学和功能信号,而非针对压力干预的统一微生物组反应。研究人群、干预特征、研究持续时间、结局指标及微生物组评估方法的显著异质性限制了试验间的直接比较。结论: 当前随机证据未识别出与成功压力靶向干预相关的统一微生物组特征,但提示涉及特定细菌类群和功能性微生物特征的部分趋同。心理与微生物组结局缺乏一致的平行变化,阻碍了关于微生物组改变是否介导压力相关结局改善的结论。需要更大规模、更长期的RCTs,结合标准化微生物组方法和功能性微生物分析,以确定这些信号的重复性和机制相关性。
1. 引言
心理压力产生于感知的环境需求超过个体适应资源时,引发心理和生物学反应,可能破坏生理稳态。虽然急性压力支持适应,但持续或过度的压力可能导致神经内分泌、免疫、代谢和行为调节紊乱。在肠–脑轴内,心理压力也可能通过相互关联的神经内分泌、神经、免疫和炎症途径影响胃肠生理和肠道微生物稳态。
下丘脑–垂体–肾上腺(HPA)轴是心理压力与肠道微生物环境之间的关键神经内分泌界面。持续的HPA轴激活和糖皮质激素暴露可能改变肠道通透性、免疫信号传导和胃肠生理,从而为压力影响肠道微生物组组成和功能提供了生物学上合理的途径。然而,这种压力相关通路的调节是否在人类干预研究中伴随可重复的微生物组变化仍不确定。
人体研究进一步提示,压力相关的神经内分泌活动可能伴随肠道微生物环境的改变。在面临考试压力的大学生中,皮质醇浓度升高伴随胃肠和微生物改变,益生菌给药后可部分减弱;靶向益生菌补充与压力成人中皮质醇浓度降低和睡眠质量改善相关。这些发现提示压力相关的生理和微生物反应可能是可调节的,尽管肠–脑通讯还涉及神经通路,特别是自主神经和迷走神经信号。
肠–脑轴是一个整合神经、内分泌、免疫和代谢信号的双向网络。通讯通过相互关联的通路发生,包括自主神经系统和肠神经系统,迷走神经作为主要神经通路,而HPA轴活性则提供了心理压力与胃肠功能之间的重要神经内分泌联系。这些通路共同实现了心理状态、胃肠生理和肠道微生物环境之间的双向通讯。
胃肠道是一个代谢和内分泌活跃的系统,产生或调节神经活性化合物,包括血清素和γ-氨基丁酸(GABA),而肠道微生物参与色氨酸等神经递质前体的代谢。初步干预研究表明,特定益生菌和发酵食品干预可能影响与心理功能相关的神经活性通路;例如,凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)补充与GABA相关信号传导和焦虑症状减轻相关,而发酵食品干预与情绪调节相关的神经化学变化有关。尽管这些观察的临床意义和因果通路仍不确定,它们为微生物活性与心理功能之间的相互作用提供了生物学合理性。
免疫信号传导是肠–脑通讯的重要组成部分,因为肠道微生物组成的变化可能影响肠道屏障完整性和炎症活性,而免疫介质可影响胃肠和脑功能。肠道微生物组有助于黏膜完整性、代谢活性和免疫稳态,而菌群失调与肠道通透性增加、炎症激活和神经活性信号改变相关。这些相互作用为压力和微生物组相关过程的相互关联提供了额外的生物学通路。
短链脂肪酸(SCFAs),特别是乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐,是通过非消化性碳水化合物和膳食纤维的细菌发酵产生的关键微生物代谢物。SCFAs有助于上皮完整性和降低肠道通透性,并通过调节炎症反应发挥免疫调节作用。相反,在菌群失调背景下SCFA产生减少与代谢和精神疾病相关的低度全身炎症有关。这些发现强调微生物代谢功能,除分类学组成外,是压力–微生物组关系中潜在相关的维度。
迷走神经通过神经和免疫调节信号传导为双向肠–脑通讯提供了额外通路。迷走信号可能促进微生物代谢物、免疫过程和脑之间的相互作用,而迷走功能受损与压力和炎症活性增加相关。这些观察支持迷走神经参与压力–微生物组相互作用的生物学合理性,尽管其对干预相关微生物组和心理变化的贡献仍不确定。
长期压力的临床后果超出心理症状,持续的HPA轴激活和慢性压力与免疫、神经、代谢和心脏代谢紊乱相关。压力还可能加重肠易激综合征等胃肠疾病,其中常见肠道通透性改变和低度炎症。这些相互作用可能促成一种双向关系,其中压力相关的生理变化影响肠道微生物环境,而微生物和免疫信号反过来可能影响心理和胃肠功能。这种双向关系为研究可能同时影响压力相关结局和肠道微生物组的非药物干预提供了理论基础。
饮食是肠道微生物组组成和功能的重要可调节决定因素,也可能影响对心理压力的生理反应。富含植物和高纤维的饮食模式,包括地中海饮食,与更高的微生物多样性和SCFA产生类群的富集相关,其代谢物可能支持肠道屏障完整性和炎症调节。相反,西式饮食模式与菌群失调和炎症活性增加相关。特定纤维、多酚和生物活性丰富的食物也可能影响压力相关的微生物反应,核桃消费因其在压力期间保持微生物多样性和支持肠–脑轴功能的潜力而被研究。
越来越多的关注指向旨在调节肠道微生物组的饮食方法,包括富含益生元纤维和发酵食品的精神生物饮食。精神生物饮食干预与感知压力降低和微生物相关代谢通路(包括色氨酸代谢)的变化相关,而地中海饮食干预与脆弱人群(包括孕妇)的压力相关和微生物结局相关。这些发现共同提示,更广泛的饮食模式可能影响肠道微生物组特征和压力相关结局,尽管这些关联背后的具体微生物机制仍不确定。
益生菌和益生元补充提供了一种靶向肠道微生物组调节的方法。虽然这些干预本身并非生活方式行为,但它们经常被纳入生活方式导向和精神生物策略中,因为它们直接靶向肠道微生物环境。它们对压力相关、神经内分泌、睡眠和微生物组结局的影响可能因菌株或配方、剂量、干预持续时间、基线微生物组特征、健康状况和饮食背景而异;因此,个别益生菌配方的发现不应推广到所有产品。
体力活动可能影响神经内分泌调节和肠道微生物组。规律运动与更高的微生物多样性和SCFA产生类群的富集相关,包括普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)和毛螺菌科成员,尽管这些关联可能受饮食和其他生活方式因素影响。运动还可能调节压力相关的HPA轴反应性和皮质醇动力学。然而,同时评估运动相关压力和微生物组结局变化的干预证据仍然有限。
睡眠与压力调节和肠道微生物稳态密切相关。睡眠差与HPA轴调节紊乱和皮质醇分泌改变相关,也与微生物多样性降低、菌群失调以及炎症和代谢紊乱相关。相反,微生物组靶向干预,包括多物种和特定益生菌配方,与睡眠质量改善和感知压力或皮质醇浓度降低相关。然而,睡眠改善是否归因于微生物组改变还是对压力调节的更广泛影响仍不清楚。
基于正念的干预已证明对感知压力和相关心理结局的有益效果,可能通过调节HPA轴活性、皮质醇分泌、自主神经调节和迷走信号传导实现。初步证据提示压力减轻实践也可能伴随肠道微生物组成的变化,正念、瑜伽和基于正念的认知干预与肠易激综合征或高焦虑个体等群体中的心理和微生物变化相关。然而,将心理干预与微生物组改变联系起来的机制仍不确定,可能涉及相互作用的神经、神经内分泌、免疫、饮食和行为通路。
尽管研究心理压力、肠道微生物组和生活方式导向干预的研究数量不断增加,仍存在几个重要空白。观察性研究无法确定微生物组改变是心理压力的原因、后果还是相关因素,而干预研究尚未确定压力相关结局的改善是否伴随肠道微生物组成或功能的可重复变化。特别是,仍不清楚不同的压力靶向干预是否产生共享的分类学或功能性微生物组反应,微生物多样性的变化是否一致地平行于心理改善,以及反复的微生物改变是否超出直接益生菌给药的预期。研究人群、干预类型和持续时间、微生物组评估方法、压力测量和报告结局的显著异质性进一步限制了跨研究比较和跨随机试验可重复微生物相关模式的识别。
因此,需要聚焦的随机对照试验综合来确定靶向心理压力的干预是否伴随肠道微生物组组成、多样性或功能的可重复变化。尽管饮食、行为和精神生物干预在递送方式上不同,它们在共同框架内被评估,因为每种都可能影响压力相关生理,同时直接或间接修饰肠道微生物环境。因此,本系统综述的主要目的是评估压力靶向干预——包括饮食、体力活动、睡眠相关、基于正念和益生菌或益生元方法——对成人肠道微生物组组成、多样性和功能特征的影响。次要目标是总结感知压力和相关心理结局的同步变化,检查可用的神经内分泌和炎症生物标志物,并比较各干预类别间的微生物组相关发现。
2. 材料与方法
2.1. 研究设计
本系统综述旨在综合关于生活方式导向和精神生物干预对成人肠道微生物组组成、多样性和功能以及与心理压力相关影响的现有证据。综述依据《系统综述和荟萃分析优先报告条目》(PRISMA)声明进行和实施。PRISMA 2020检查表见补充表S1。综述方案未前瞻性注册,因此无注册号。
2.2. 检索策略
在PubMed、Scopus和Cochrane对照试验中心注册库(CENTRAL)中进行了系统性文献检索。最终检索于2026年4月26日进行,纳入2016年1月1日至2026年4月26日发表的研究。选择2016–2026年发表窗口以捕获反映当前微生物组测序方法和现代生活方式及微生物组靶向干预方法的当代随机证据。
检索策略旨在识别研究生活方式导向和精神生物干预对经历心理压力或相关心理结局的成人肠道微生物组影响的RCTs。检索词涵盖四个主要概念:(i)心理压力,(ii)肠道微生物组,(iii)随机干预研究,和(iv)生活方式干预。
主要检索词包括“stress”、“psychological stress”、“perceived stress”、“gut microbiome”、“gut microbiota”、“intestinal microbiota”、“randomized”、“intervention”、“trial”、“diet”、“Mediterranean diet”、“exercise”、“physical activity”、“mindfulness”、“MBSR”、“sleep intervention”、“probiotics”和“prebiotics”。使用布尔运算符AND和OR组合检索词。检索策略根据每个数据库的索引系统和检索语法进行调整。完整的数据库特定检索策略,包括精确检索字符串和应用的限制,见补充表S2。
检索限于2016年至2026年间以英文发表的涉及成人(≥18岁)和随机对照试验的研究。
2.3. 纳入标准
根据人群、干预、对照、结局(PICO)框架确定纳入标准。随机试验而非单个出版物被视为主要纳入单位。当同一随机试验的多个出版物报告互补结局时,这些报告被联合考虑以确定资格并提供干预效果的完整特征描述。因此,当相应的父随机试验报告了符合条件压力相关心理或生物学结局时,微生物组聚焦的次要或亚分析出版物可被保留,前提是出版物涉及相同的随机干预和研究人群。
纳入标准:研究须满足以下所有标准:涉及年龄≥18岁的人类成人;采用随机对照试验设计;评估生活方式导向或精神生物干预;包含适当的对照组;在同一出版物或同一随机试验的明确关联报告中同时提供肠道微生物组结局和压力相关心理或生物学结局;于2016年1月1日至2026年4月26日间以英文发表;并报告原始研究结果。
排除标准:涉及动物模型或体外实验的研究;采用观察性、横断面、病例对照、队列或其他非干预性设计的研究;综述文章、系统综述、荟萃分析、会议摘要、无发表结果的研究方案、社论或信件;仅包含儿科或青少年人群(<18岁);未评估肠道微生物组结局;未评估预定义的压力相关心理或生物学结局;或已被正式撤稿。
2.4. 研究选择
数据库检索识别的记录被导入,筛选前移除重复记录。标题和摘要由两名评审员(S.A.和P.P.)根据预定义纳入标准独立筛选。潜在符合条件的文章随后由相同评审员进行全文评估。选择过程中任一阶段出现的分歧通过讨论解决。无法达成共识时,咨询第三名评审员以达成最终决定。研究选择过程总结于PRISMA流程图(图1)。
2.5. 数据提取
两名评审员(S.A.和P.P.)使用预定义数据提取表独立提取数据。分歧通过讨论解决直至达成共识。从每项纳入研究提取以下信息:第一作者和发表年份;研究人群和参与者特征;样本量、年龄和健康状况;干预类型、组成、持续时间和频率;对照组特征;肠道微生物组评估方法;微生物多样性和组成结局;细菌类群丰度变化;心理结局,包括感知压力、焦虑、抑郁症状和睡眠质量;神经内分泌和炎症生物标志物;心脏代谢结局。提取的研究随后根据干预类型分类以促进叙述性综合。
2.6. 偏倚风险评估
两名评审员(S.A.和P.P.)使用修订版Cochrane随机试验偏倚风险评估工具(RoB 2)独立评估纳入随机对照试验的方法学质量和偏倚风险。评估包括以下领域:随机化过程产生的偏倚;因偏离预期干预产生的偏倚;因缺失结局数据产生的偏倚;结局测量中的偏倚;报告结果选择中的偏倚。评审员之间的分歧通过讨论解决直至达成共识。每个领域被判断为低偏倚风险、存在一定担忧或高偏倚风险,并根据RoB 2指南分配总体偏倚风险判断。
2.7. 数据综合
由于预期研究人群、干预特征、干预持续时间、微生物组评估方法和报告结局存在显著方法学和临床异质性,进行了定性叙述性综合而非荟萃分析。因此,未计算合并效应量。未进行统计转换、插补或汇总数据转换。研究特征、干预特征、心理和微生物组相关结局以及偏倚风险判断以表格和图形形式呈现以促进研究间比较。由于综合的定性性质和纳入研究的显著异质性,未进行正式亚组分析或元回归。由于未进行定量荟萃分析,未进行敏感性分析。由于未进行定量荟萃分析且纳入研究在干预和结局方面高度异质,未进行报告偏倚的正式评估,包括漏斗图不对称性或小研究效应统计检验。未进行证据确定性(如GRADE)的正式评估。
发现最初根据符合条件研究中代表的干预类别组织:精神生物干预、饮食干预和其他生活方式导向干预。此外,进行了跨干预叙述性综合以识别纳入RCTs中的反复微生物相关模式。该综合检查了特定细菌类群或分类群的重复变化、整体微生物多样性、SCFA相关特征以及其他微生物组相关代谢物或功能特征。特别关注反复微生物组变化是否在不同干预类别中观察到,是否发生在报告压力相关结局改善的试验中,以及心理和微生物组反应是否平行发生。在解释反复分类学发现时,涉及直接作为精神生物干预组分给药的细菌类群的变化与未给药类群或更广泛微生物功能特征的变化分开考虑。鉴于干预、人群、微生物组方法和结局定义的显著异质性,该跨干预综合是描述性和假设生成的,不被解释为机制中介的证据。尽管体力活动、睡眠相关策略和基于正念的方法被纳入检索框架,但没有符合所有预定义标准(要求同时评估肠道微生物组和压力相关结局)的独立体力活动或睡眠干预RCTs。
3. 结果
3.1. 研究选择
数据库检索识别了424条记录,包括PubMed 76条、Scopus 294条和Cochrane对照试验中心注册库54条。移除188条重复记录后,236项独特研究保留进行标题和摘要筛选。初步筛选后,195条记录因不符合预定义纳入标准被排除。其余41篇文章的全文被评估资格。其中,12项研究被排除,包括六项未评估肠道微生物组、五项研究设计不符合资格和一项撤稿出版物。最终,29项随机对照试验符合纳入标准并被纳入定性综合。完整研究选择过程见图1。
3.2. 纳入研究特征
纳入随机对照试验的特征见表2。共29项RCTs(2016年至2026年4月26日发表)符合纳入标准并被纳入定性综合。样本量从17到351名参与者不等,干预持续时间从7天到24周不等,一项研究评估了跨越妊娠重要时期的干预。
纳入研究评估了广泛的成人人群,包括健康成人、面临学业压力的大学生、经历心理压力或焦虑的个体、老年人、绝经期女性、孕妇以及胃肠疾病、2型糖尿病或疲劳患者。这种显著的人群异质性限制了试验间的直接可比性,因为基线健康状况、代谢特征、胃肠状况和压力负担可能影响对干预的心理和微生物组反应。因此,跨研究发现被解释为异质人群中的模式,而非干预效果的直接可比估计。
识别出三大类干预。大多数研究(62.1%)研究了靶向精神生物干预,主要涉及单菌株或多菌株益生菌配方。因此,可用随机证据在干预类别间分布不均,精神生物试验构成纳入研究的大多数。八项研究(27.6%)评估了饮食干预,包括精神生物饮食、高纤维饮食、发酵食品、功能性食品和特定生物活性饮食成分。其余三项研究(10.3%)评估了更广泛的生活方式导向或个性化营养方法,包括妊娠期地中海饮食或基于正念的压力减轻干预、热量限制伴或不伴辅助心理干预,以及基于微生物组的AI辅助个性化营养干预。
在所有干预类别中,心理结局使用验证问卷评估,测量感知压力、焦虑、抑郁症状、认知功能、睡眠质量或生活质量。肠道微生物组结局主要包括微生物组成、α-多样性、β-多样性和特定细菌类群相对丰度的变化,最常使用16S rRNA基因测序评估。然而,研究中测序方法、实验室程序和生物信息学流程存在显著方法学变异,限制了跨试验微生物组发现的直接比较。几项研究还评估了与肠–脑轴功能相关的生物标志物,包括皮质醇浓度、炎症生物标志物、神经递质相关代谢物和微生物代谢产物。
总体而言,纳入RCTs代表了检查生活方式导向和精神生物干预靶向心理压力及其对成人肠道微生物组组成和功能潜在影响的异质且分布不均的证据基础。
3.3. 精神生物干预的效果
靶向精神生物干预构成最大的干预类别,代表29项纳入随机对照试验中的18项(62.1%)。大多数研究调查了单菌株或多菌株益生菌配方,主要属于乳杆菌属和双歧杆菌属,而较少研究评估了发酵产品或微生物组靶向植物制剂。精神生物试验的主导地位导致证据在干预类别间分布不均;因此,整体证据基础的发现更强烈地受益生菌干预而非饮食、行为或多模式方法的影响。
精神生物干预的心理和压力相关反应在几项试验中是有利的但不一致。感知压力、焦虑、抑郁症状、睡眠相关结局和选定认知指标的改善均有报告,而其他试验显示无效或结局特异性效应。精神生物干预的微生物组反应同样异质。几项研究证明压力相关肠道微生物多样性和组成变化的保留或减弱,而其他研究报告特定细菌类群增加,包括双歧杆菌属、粪杆菌属、罗斯氏菌属和厚壁菌门(Firmicutes)成员。然而,显著的整体微生物组变化并非普遍。Li J.等人报告粪肠球菌(Enterococcus faecalis)丰度和粪便色胺增加,但无显著的整体微生物组成或多样性变化,而Bloemendaal等人发现多重比较校正后对整体β-多样性或个别类群无显著干预效应,尽管Ruminococcaceae_UCG-003与压力下工作记忆保护相关。这些发现表明精神生物效应可能涉及选择性分类学或功能变化而非整体微生物多样性的统一转变。
几项RCTs还评估了与肠–脑轴功能相关的生物标志物。选定精神生物干预后报告皮质醇或其他HPA轴相关标志物降低,而Nishida等人观察到唾液嗜铬粒蛋白A降低。凝结魏茨曼氏菌BC99给药后也报告GABA水平升高。这些发现表明选定精神生物干预可能影响与压力调节相关的神经内分泌或神经活性通路,尽管此类效应并非始终伴随心理结局的显著改善。
尽管发现模式有利,但益生菌菌株、配方、干预持续时间、参与者人群、微生物组方法和结局测量存在显著异质性。因此,定量比较仍具挑战性。总体而言,证据表明精神生物干预可能影响心理、神经内分泌和微生物组相关结局,尽管这些效应在试验内既不普遍也不一致地平行发生。
3.4. 饮食干预的效果
饮食干预在八项RCTs(27.6%)中评估,涵盖广泛的营养方法,包括精神生物饮食、高纤维饮食模式、发酵食品、功能性食品和特定生物活性化合物补充。
饮食干预的心理和压力相关反应异质。选定试验报告感知压力、情绪、焦虑、抑郁症状或相关压力标志物的有利效应,而其他饮食干预显示无效或结局特异性心理效应。肠道微生物组效应同样异质。核桃补充减弱了女性压力相关的微生物多样性降低,而高纤维干预增加了微生物丰富度和多样性并改变了几种细菌类群。姜补充修饰了特定类群而未显著改变α-或β-多样性,而黑加仑补充对微生物多样性、组成或功能潜力无显著整体效应,尽管基线双歧杆菌属丰度与工作记忆反应相关。低聚果糖和低聚果糖/2′-岩藻糖基乳糖联合干预增加了几种类群,包括双歧杆菌属、罗斯氏菌属和普拉梭菌,而发酵乳制品消费显著影响β-多样性而无更广泛的显著微生物组变化。木脂素补充与特定肠道细菌富集相关,特别是卵形拟杆菌(Bacteroides ovatus),以及木脂素衍生微生物代谢物的变化。
综合来看,饮食干预可能影响微生物群–肠–脑轴的心理、炎症、神经内分泌、微生物和代谢组分;然而,心理和微生物组结局的改善并非一致地平行发生。饮食暴露、研究人群、干预持续时间和结局评估的显著异质性排除了关于统一饮食效应的结论,并强调需要更大规模、更标准化的随机试验。
3.5. 其他生活方式导向和个性化营养干预的效果
三项额外RCTs评估了不完全属于主要精神生物或常规饮食类别的更广泛生活方式导向或个性化营养方法。这些包括一项比较地中海饮食或MBSR与常规护理的妊娠试验、一项伴或不伴辅助临床心理干预的热量限制干预,以及一项在肠易激综合征患者中比较基于微生物组的AI辅助个性化营养干预与低FODMAP饮食的试验。
这三项干预的微生物组反应差异显著。在IMPACT BCN微生物组亚分析中,地中海饮食显著影响整体肠道微生物结构并增加了几种毛螺菌科、瘤胃菌科和其他SCFA产生类群,而与MBSR相关的微生物组效应更为有限。热量限制与α-和β-多样性的纵向变化相关,而辅助临床心理干预对微生物组影响甚微。在肠易激综合征患者中,基于微生物组的AI辅助个性化饮食干预与低FODMAP饮食相比诱导了微生物多样性和分类学组成的显著转变。心理和临床结局在这些异质干预中各异。
总体而言,这些研究阐明了更广泛生活方式和个性化营养策略影响心理、临床和微生物组相关结局的潜力。然而,其显著不同的设计和干预组分阻止了直接比较,且未确立整合或多模式方法的优越性。
三个干预类别的主要发现总结见表3。
3.6. 跨干预类别的共享微生物组模式
在各干预类别中,没有单一分类学或多样性模式一致地表征报告压力相关结局改善的试验。尽管如此,识别出几个反复的微生物组相关信号。双歧杆菌属或双歧杆菌科的增加在精神生物和饮食干预中均有报告,而乳杆菌属或乳杆菌科的增加在几项精神生物和饮食试验中报告。粪杆菌属或普拉梭菌的增加在精神生物和饮食干预中均观察到,罗斯氏菌属的增加在精神生物和饮食试验中报告。涉及Ruminococcaceae或Lachnospiraceae相关类群的变化也在不同干预方法中报告。这些发现表明在异质干预中特定细菌类群存在一定重复性,尽管这些分类学变化均未在所有报告压力相关结局改善的试验中一致观察到。
功能性和多样性相关发现同样异质。几项试验报告SCFA浓度、SCFA产生类群或相关微生物特征的变化,而其他研究识别出色氨酸相关微生物代谢物的变化。然而,心理或压力相关结局的改善可能在整体微生物多样性有限或非显著变化的情况下发生,如选定试验中观察到的。相反,微生物组改变也在主要心理结局无显著改善的研究中报告。综合来看,可用RCTs表明存在反复的分类学和功能信号,而非与成功压力靶向干预相关的统一微生物组特征。心理和微生物组反应因此并非总是平行发生,发现的异质性排除了对所有有效干预共同单一微生物模式的识别。
3.7. 偏倚风险评估
使用Cochrane偏倚风险评估工具2(RoB 2)评估纳入RCTs的方法学质量。总体而言,29项研究中的20项(69.0%)被判断为低偏倚风险,四项(13.8%)引起一定担忧,五项(17.2%)被判断为高偏倚风险。引起一定担忧的研究为Lee等人(2021)、Horvath等人(2026)、Wang等人(2024)和Chen等人(2023),而Márquez-Morales等人(2021)、Liu等人(2025)、Herselman等人(2022)、Bellach等人(2024)和Tunali等人(2024)被判断为高偏倚风险。识别的担忧涉及不同RoB 2领域,包括偏离预期干预(D2)、缺失结局数据(D3)、结局测量(D4)和报告结果选择(D5),选定研究中识别出与随机化过程(D1)相关的担忧。被判断为高偏倚风险研究的发现在整体综合中被谨慎解释。详细领域级判断见表4和图2。
4. 讨论
4.1. 主要发现
本系统综述综合了29项RCTs的证据,评估生活方式导向和精神生物干预对成人心理压力和肠道微生物组相关结局的影响。总体而言,发现表明靶向肠–脑轴的生活方式干预可能影响心理和生物学结局,尽管这些效应的幅度、方向和一致性因干预类型、研究人群、干预持续时间和微生物组评估方法而异。在这些异质性来源中,干预特征和微生物组评估方法的差异对解释不一致发现尤为重要。精神生物试验在益生菌菌株、配方、剂量和干预持续时间上差异显著,而饮食和行为干预在其组分和强度上各异。同时,测序方法、实验室程序和生物信息学流程的差异可能导致跨研究检测到的微生物类群和多样性测量的变异。人群特征和基线健康状况是额外的变异来源;然而,可用证据不允许正式量化这些因素的相对贡献。
本综述的一个主要发现是有利的压力相关结局未与纳入RCTs中的单一、可重复微生物组特征相关联。相反,在异质干预中出现了几个反复的分类学和功能信号。双歧杆菌属或双歧杆菌科的增加在精神生物和饮食干预中均有报告,而乳杆菌属或乳杆菌科的增加也在几项试验中观察到。涉及粪杆菌属、罗斯氏菌属和毛螺菌科/瘤胃菌科成员的反复变化在不同干预方法中被识别。在功能层面,几项研究报告SCFA浓度、SCFA产生类群或相关微生物特征的变化,而其他研究识别出色氨酸相关微生物代谢物的改变。重要的是,这些微生物组相关变化并非在所有报告压力相关结局改善的试验中一致观察到。心理改善可能在整体微生物多样性有限或非显著变化的情况下发生,而微生物组改变也在主要心理结局无显著改善的情况下报告。总体而言,这些发现表明部分分类学和功能趋同而非统一微生物反应,且未确立微生物组改变机制性地介导了观察到的心理效应。此外,当心理和微生物组相关变化同时发生时,其共现本身不能确立因果关系,因为平行反应可能反映干预的独立效应或非特异性影响,包括安慰剂相关效应或向均值回归。
解释这种明显跨研究趋同时的一个重要考虑是,乳杆菌属和双歧杆菌属相关类群的增加不一定被视为共享机制性微生物组反应的独立证据。在几项精神生物试验中,属于这些细菌类群的菌株本身就是所给干预的组分;例如,罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)和青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis)的补充伴随乳杆菌科和双歧杆菌科的增加,而短双歧杆菌(Bifidobacterium breve)补充与双歧杆菌属丰度增加相关。此类发现因此可能部分反映直接补充而非与压力相关结局改善相关的内源性微生物反应。更大的机制相关性可能在于超出补充生物体的次级变化,包括未给药类群、微生物多样性、SCFA相关特征和其他微生物代谢物或功能通路的变化。然而,这些次级微生物组反应在纳入RCTs中异质,未定义可重复的跨干预特征。
在不同干预类别中,精神生物补充代表了最大的证据体,占纳入研究的一半以上。解释整体综合时应考虑这种不平衡,因为跨综述识别的反复微生物组模式不成比例地受精神生物试验影响,因此可能对饮食、行为或多模式干预的代表性较低。在多样人群中——包括健康成人、面临学业压力的大学生、老年人、绝经期女性和胃肠疾病患者——益生菌补充经常但不一致地与感知压力、焦虑、睡眠质量或神经内分泌结局的改善相关。这些发现表明精神生物干预的有利压力相关反应已在不同生理和临床背景下观察到,尽管应承认益生菌菌株、配方和研究人群之间的重要差异。虽然几项试验中观察到的平行心理和微生物学变化不确立微生物组的因果或中介作用,但与更广泛的机制和治疗文献一起考虑时,它们支持靶向肠–脑轴的生物学合理性和治疗潜力。
选定微生物类群和功能特征在异质干预中的重复出现即使在整体微生物多样性无一致变化的情况下也可能具有生物学相关性。特别是,纳入试验中识别的几种细菌类群与SCFA产生以及涉及肠道屏障完整性、免疫稳态和肠–脑通讯的微生物功能相关。因此,本综述中识别的跨研究模式可能反映整体多样性指数未完全捕获的肠道微生物组内功能适应。然而,鉴于观察到的微生物反应异质性以及心理和微生物组结局缺乏一致的平行变化,这些发现应被解释为生物学上合理的信号,而非共同机制通路的证据。
饮食干预在心理和微生物组相关结局方面产生异质发现。整体饮食方法,包括精神生物和地中海式饮食干预,在选定试验中显示对压力相关和微生物组结局的潜在有利效应,而富含纤维的饮食和基于个别食物或生物活性成分的干预产生更多变和结局特异性的反应。这些发现表明饮食干预对肠–脑通讯的影响可能在很大程度上取决于饮食组成、人群特征和评估结局,以及整体饮食质量可能比单独营养素对肠–脑通讯施加更大影响。
三项研究评估了超出主要精神生物和饮食类别的更广泛生活方式导向或个性化方法。这些包括妊娠期地中海饮食或基于正念干预、伴或不伴辅助心理干预的热量限制,以及基于微生物组的AI辅助个性化营养。鉴于其显著不同的设计、人群和治疗组分,这些研究不应被解释为同质的多模式干预类别。尽管如此,其发现阐明了更广泛生活方式导向方法通过多种通路影响心理、临床和微生物组相关结局的潜力。这种可能性与更广泛的概念一致,即联合生活方式修改可能通过肠–脑轴上的互补生物学机制起作用。
尽管有这些令人鼓舞的观察,综述还揭示了研究间的显著方法学异质性。参与者特征、干预方案、随访持续时间、微生物组测序技术、结局测量和分析方法存在相当大的变异。此外,心理结局和整体微生物多样性缺乏一致的平行变化表明,仅靠广泛多样性指标可能无法充分捕获压力靶向干预的微生物组相关反应。功能特征,包括微生物代谢活性、生物活性代谢物产生和选定细菌类群的变化,因此可能提供超越整体多样性测量的补充信息。
4.2. 肠–脑轴的生物学解释
本综述的发现支持越来越多的证据体,表明肠道微生物组构成连接生活方式行为与心理压力调节的动态生物学界面。尽管纳入干预在设计、强度和持续时间上差异显著,但几项试验中出现了一种模式,即心理结局的改善与肠道微生物组成或功能的变化同时发生。这种共现与肠–脑轴作为连接生活方式干预、微生物反应和心理结局的生物学合理框架一致;然而,纳入RCTs未确立观察到的微生物组变化介导了心理效应。
这些观察背后最合理的生物学通路之一涉及HPA轴的调节。慢性心理压力促进HPA轴的持续激活,导致皮质醇分泌延长、肠道通透性增加、免疫调节紊乱和肠道微生物组成改变。本综述纳入的几项随机试验证明益生菌补充后皮质醇浓度降低,伴随感知压力或睡眠质量改善。尽管这些平行的神经内分泌和微生物组相关观察与沿肠–脑轴的生物学相互作用相容,但可用试验未确立微生物组调节是否对观察到的压力相关神经内分泌活性变化有因果贡献。
除涉及直接补充生物体的变化外,几项试验识别了可能与肠–脑通讯相关的次级分类学或功能反应,包括粪杆菌属、罗斯氏菌属、Ruminococcaceae/Lachnospiraceae相关类群、SCFA产生细菌和SCFA相关微生物特征的变化。SCFAs,特别是丁酸盐、乙酸盐和丙酸盐,在肠道屏障完整性、免疫调节和神经内分泌信号传导中具有既定作用。这些观察为功能性微生物组参与提供了生物学合理性,但不应被解释为证明此类微生物变化介导了纳入试验中观察到的心理效应。
有趣的是,心理结局的改善并非总是伴随整体微生物多样性的显著变化。心理和微生物组相关反应并非一致地平行发生。一些干预在整体微生物组变化有限或非显著的情况下产生有利的心理或认知结局,而其他试验在主要心理结局无显著改善的情况下识别出微生物组相关改变。这些发现表明,仅靠整体多样性可能无法充分捕获肠道微生物组内的生物学相关变化。相反,功能特征——包括微生物代谢能力、特定细菌类群丰度和生物活性代谢物产生——可能代表肠–脑轴调节的更敏感指标。这一观察也强调了仅依赖多样性指标评估微生物组靶向干预的局限性。
神经活性信号传导提供了将微生物调节与心理健康改善联系起来的另一潜在机制。本综述纳入的几项研究表明精神生物干预可能影响与GABA、血清素代谢和情绪调节相关的其他神经活性化合物的通路。例如,凝结魏茨曼氏菌补充与循环GABA浓度升高和焦虑症状减轻相关,而短双歧杆菌补充与睡眠质量改善和皮质醇降低相关。此外,涉及发酵食品的饮食干预与影响海马代谢的神经化学改变相关。尽管精确因果通路仍不完全理解,这些发现支持微生物代谢物可能通过多种相互作用的神经、内分泌和代谢通路影响中枢神经系统功能的假设。
更广泛生活方式导向干预的发现进一步阐明了肠–脑轴的生物学复杂性。尽管这些试验中评估的干预异质且不应被视为单一治疗类别,它们强调了同时解决营养、心理、代谢和行为健康