肥胖成人肠道菌群饮食指数（DIGM）依从性与心脏代谢、炎症及肠脑相关生物标志物的关联：一项横断面研究

《Scientific Reports》：Dietary index for gut microbiota (DIGM) and cardiometabolic, inflammatory, and gut–brain-related biomarkers in adults with obesity: a cross-sectional study

　　

**摘要**

**背景** 肠道菌群在代谢稳态和系统性炎症中发挥重要作用，而饮食习惯是其组成和功能的主要决定因素。本研究探讨了肥胖成人中肠道菌群饮食指数（DIGM）依从性与心脏代谢、炎症及肠道菌群相关生物标志物之间的关联。

**方法** 这项横断面研究于2025年1月至12月开展，通过基于诊所的招募和公共广告，从埃及曼苏拉大学（Mansoura University）附属诊所招募了637名年龄在20至55岁之间的肥胖成人。使用半定量食物频率问卷评估膳食摄入，并根据原始评分框架，基于预定义的有利和不利膳食成分计算DIGM评分。根据DIGM评分将参与者分为三分位数组。评估了人体测量指标、血压、血糖指标、血脂谱、脂多糖（LPS）、脑源性神经营养因子（BDNF）和C反应蛋白（CRP）。多变量分析调整了年龄、性别、体质指数（BMI）、吸烟状况、体力活动、膳食能量摄入、教育程度、职业、婚姻状况和抑郁史。

**结果** 在多变量调整后，较高的DIGM依从性与较低的收缩压（SBP）和较高的高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）相关。与较低三分位数组相比，最高DIGM三分位数组的参与者表现出较低的循环LPS和CRP浓度，以及较高的BDNF水平（所有调整后P?<?0.001）。在调整混杂因素的多变量线性回归模型中，较高的DIGM评分与较低的SBP（β = ?0.057；95% CI: ?0.011至?0.006）、较高的HDL-C（β = 0.100；95% CI: 0.004至0.011）、较高的BDNF（β = 0.504；95% CI: 0.295至0.407）以及较低的LPS（β = ?0.468；95% CI: ?0.208至?0.146）和CRP（β = ?0.048；95% CI: ?0.028至?0.003）独立相关。

**结论** 在肥胖成人中，较高的DIGM依从性与更有利的炎症谱、较高的循环BDNF浓度、较低的LPS和CRP水平以及较低的血压独立相关。这些发现表明，以较高DIGM依从性为特征的膳食模式可能与心脏代谢和炎症谱相关。未来纳入直接评估肠道菌群组成、微生物代谢产物和临床结局的前瞻性研究，对于阐明潜在机制和时间关系是必要的。

**关键词：** 肠道菌群，饮食评分，肥胖，炎症，血压，BDNF，代谢谱，心脏代谢风险。

**肥胖成人体内肠道菌群饮食指数（DIGM）与心脏代谢、炎症及肠脑相关生物标志物的关联：一项横断面研究的深度解读**

**一、 研究背景与问题提出**

肥胖已成为严峻的全球性公共卫生挑战，其年龄标化患病率在成人中从1990年的约6.6%上升至2022年的15.8%，全球肥胖人口已超10亿。肥胖的病因复杂，涉及遗传、行为和环境因素，其中饮食因素尤为关键。长期摄入能量密集、营养贫乏的加工食品，加之营养丰富食物摄入不足，导致了慢性能量过剩和脂肪堆积。

人体肠道菌群由数以万亿计的微生物组成，包括细菌、古菌、病毒和真菌，其在维持宿主健康中扮演着不可或缺的角色，参与营养代谢、短链脂肪酸（SCFAs）合成、免疫应答调节、抵御病原体及调节系统性炎症。肠道菌群组成或功能的改变，即菌群失调，被认为与肥胖、2型糖尿病、心血管疾病和炎症性肠病等多种慢性病的发病机制相关。肠道菌群亦能影响宿主能量平衡、脂质代谢和胰岛素敏感性，成为代谢调节的关键中介。在塑造肠道微生物组的可改变因素中，饮食是最具影响力的因素之一。富含膳食纤维、复杂碳水化合物、多酚和不饱和脂肪的膳食模式与有益的肠道微生物谱及代谢产物（如SCFAs）相关，而高饱和脂肪、动物蛋白、添加糖和超加工食品的饮食则与微生物多样性降低和促炎微生物代谢产物增加相关。

鉴于饮食对肠道微生物组成的强大影响，研究者致力于量化促进微生物健康的膳食模式。肠道菌群饮食指数（DIGM）作为一种复合工具被开发出来，用于评估对既往认为与肠道微生物健康相关的食物成分的依从性。该指数包含对肠道微生物有益的组分（如鹰嘴豆、全谷物、大豆、蔓越莓、发酵乳制品、西兰花、咖啡、牛油果、纤维和绿茶）并惩罚不利组分（如加工肉类、红肉、精制谷物和高脂饮食）。肠脑轴（GBA）是胃肠道与中枢神经系统之间的双向沟通通路，受肠道菌群显著影响。脂多糖（LPS）作为革兰氏阴性菌来源的促炎内毒素，被视为与微生物衍生的炎症信号相关的循环标志物；而脑源性神经营养因子（BDNF）是一种参与神经元功能的神经营养因子，其循环水平被研究作为与代谢和肠脑轴过程相关的生物标志物。既往研究表明，较高的DIGM依从性与更好的代谢谱相关，但关于DIGM与肠脑轴关键标志物及心血管结局（尤其是血压）在肥胖成人中关联的证据仍然有限。因此，本研究旨在肥胖成人中探讨DIGM依从性与肠道健康及炎症相关循环生物标志物（包括LPS、BDNF和CRP，作为主要结局）以及血压、血糖指标、血脂谱和人体测量指标（作为次要结局）之间的关联。

**二、 研究设计与方法概述**

研究人员开展了一项横断面研究，于2025年1月至12月从埃及曼苏拉大学附属诊所及公共广告中招募了637名年龄在20至55岁之间的肥胖成人（BMI?≥?30 kg/m2）。排除了患有心血管疾病、糖尿病、癌症、肾、肝、甲状腺或胃肠疾病者，以及孕妇、哺乳期或绝经后女性，近三个月内接受过特殊饮食或减重方案者，近三个月内使用过抗生素、益生元、抗炎药、降糖药、降脂药或营养补充剂者。研究人员通过半定量食物频率问卷（FFQ）评估膳食摄入，并根据原始评分框架计算DIGM评分，评分范围1至11分，并按三分位数将参与者分为T1（n=212）、T2（n=212）和T3（n=213）三组。研究测量了人体测量学指标（体重、身高、BMI、体脂量[FM]、去脂体重[FFM]、腰围、臀围、腰臀比）、血压、血糖指标（空腹血糖[FBS]、HbA1c、胰岛素）、血脂谱（总胆固醇[TC]、高密度脂蛋白胆固醇[HDL-C]、低密度脂蛋白胆固醇[LDL-C]、甘油三酯[TG]）以及炎症和肠脑相关生物标志物（CRP、LPS、BDNF）。主要统计方法包括多变量一般线性模型（GLM）和线性回归分析，并调整了年龄、性别、BMI、吸烟状况、体力活动、总能量摄入、教育程度、职业、婚姻状况和抑郁史等预先设定的混杂因素，并采用Benjamini–Hochberg错误发现率（FDR）程序进行多重比较校正。

**三、 主要研究结果**

**1. 基线特征及人体测量指标**：研究对象在性别、吸烟、体力活动、教育、职业、婚姻、抑郁史、年龄、体重、身高、腰围、臀围及腰臀比方面在DIGM三分位组间具有可比性。然而，最高DIGM三分位组参与者的体质指数（BMI）显著低于较低三分位组（调整后P=0.008），体脂量（FM）和去脂体重（FFM）也存在显著差异（调整后P值分别为0.047和0.037）。

**2. 心脏代谢、生化及炎症特征**：在完全调整模型中，最高DIGM三分位组参与者的收缩压（SBP）显著较低（P=0.015），而舒张压（DBP）的关联在完全调整后不再显著（P=0.511）。血糖指标（FBS、HbA1c）和胰岛素浓度在完全调整后无显著关联。血脂谱方面，最高DIGM三分位组参与者的HDL-C浓度显著更高（P<0.001），总胆固醇（TC）（P=0.011）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）（P=0.027）也达到统计学显著，而甘油三酯（TG）无显著关联。最显著的变化体现在炎症和肠道菌群相关生物标志物上：BDNF浓度随DIGM三分位数的增加而逐渐升高，LPS和CRP浓度则逐渐降低，这些关联在完全调整后均保持高度显著（所有P?<?0.001）。经FDR校正后，SBP、DBP、HDL-C、HbA1c、BDNF、LPS和CRP的关联仍然显著（所有q?<?0.05）。

**3. 多变量线性回归分析**：在多变量线性回归模型中，较高的DIGM评分与较低的体脂量（FM）（β = ?0.115, P=0.047）和较低的去脂体重（FFM）（β = ?0.144, P=0.005）显著相关。在生化变量中，较高的DIGM评分独立地与较低的SBP（β = ?0.057, P=0.039）、较高的HDL-C（β = 0.100, P<0.001）、较高的BDNF（β = 0.504, P<0.001）以及较低的LPS（β = ?0.468, P<0.001）和CRP（β = ?0.048, P=0.017）相关。共线性诊断显示所有容忍度值均高于0.20，所有方差膨胀因子（VIF）值均低于5，表明不存在有问题的多重共线性。

**四、 讨论与结论总结**

研究人员在讨论部分指出，这项针对肥胖成人的横断面研究发现，对DIGM的较高依从性与更有利的心脏代谢和炎症生物标志物谱相关，主要表现为血压更低、循环CRP和LPS浓度更低、BDNF水平更高。这些关联在调整相关人口统计学、生活方式、饮食和社会经济因素后依然显著。研究人员认为，这与既往关于富含纤维、植物性食物等微生物相关饮食成分与心脏代谢健康关联的证据一致，并推测高纤维饮食可能通过影响短链脂肪酸（SCFAs）等肠道衍生代谢途径来发挥降血压作用。对于血脂和血糖指标，尽管在更高DIGM类别中观察到总体有利趋势，但部分关联在多变量调整后未达到统计学显著性，研究人员因此强调应谨慎解读这些估计值。

研究人员也明确指出了研究的局限性，包括横断面设计无法确立因果关系，可能存在反向因果关系和残余混杂；FFQ可能存在回忆偏倚和测量误差；未评估肥胖持续时间和饮酒情况；缺乏对肠道菌群组成和微生物代谢产物（包括SCFAs）的直接测量；以及研究人群来自单一地理区域且仅限于肥胖成人，可能限制结果的普适性。

在结论部分，研究人员总结道：在肥胖成人中，较高的DIGM依从性与更有利的心脏代谢、炎症和肠脑相关生物标志物谱相关，包括更低的血压、CRP、LPS浓度以及更高的BDNF水平。这些发现强调了以肠道健康为导向的膳食模式在改善肥胖相关代谢和炎症状态方面的潜在关联作用。然而，鉴于横断面研究设计以及缺乏对肠道菌群组成和微生物代谢产物的直接评估，这些发现应谨慎解读。未来开展纳入微生物组和代谢组学分析的前瞻性纵向研究和干预性研究，对于确认这些关联并阐明潜在生物学机制至关重要。