膳食植物糖脂与肠道菌群的交互作用：一项系统综述

《Gut Microbes Reports》：Exploring the interplay between dietary plant glycolipids and gut microbiota: A systematic review

　　

考虑到向植物基饮食的转变，有必要更好地理解植物来源营养素在健康中的作用。尽管植物糖脂（GLs）在绿色植物中含量丰富，但其在代谢健康中的作用仍鲜为人知。肠道菌群是调节宿主健康的关键参与者，其与饮食的交互作用十分复杂。本系统综述旨在审视关于膳食植物GLs与肠道菌群之间潜在交互作用的现有证据。采用结构化检索策略，以识别评估植物GLs对肠道菌群组成影响或肠道细菌对植物GLs潜在降解作用的临床前及人体研究。在345篇筛选记录中，最终纳入13项研究。动物和人体研究证据均提示，植物GLs可能影响肠道菌群组成，并通过促进健康的肠道细菌生态系统（肠道健康相关细菌增加及部分条件致病菌减少）对宿主产生有益效应。部分GLs表现出体外抗菌特性，且已有多种GLs细菌降解途径被描述，提示肠道菌群将植物GLs作为营养来源加以利用。上述有前景的证据凸显了植物GLs潜在的益生元作用，并鼓励进一步开展植物GLs在人体中肠道相关代谢效应的研究。

主体内容总结

文献检索

本系统综述依据Cochrane干预措施系统评价手册实施，并遵循PRISMA指南进行报告。文献检索通过Web of Science数据库进行，检索时间截至2023年3月20日。检索策略分为两部分：检索1聚焦于GLs或富含GLs食物对肠道菌群组成的潜在影响；检索2聚焦于肠道细菌对GLs的降解研究。经筛选，检索1从267篇记录中最终纳入8篇原始文章，检索2从78篇记录中最终纳入5篇文章，合计13篇文章纳入本综述，其中包括6项体外模型研究、4项动物研究和3项基于人体的研究。

研究特征

多数体外模型研究涉及SQDG或SQ及其被选定和分离的肠道细菌降解途径，另有研究聚焦于GLs的抗菌和抗真菌活性。动物研究采用啮齿类模型，包括Sprague-Dawley大鼠和野生型或先天免疫缺陷小鼠。人体研究中，一项随机对照试验（RCT）在超重女性中评估了类囊体补充对粪便菌群的影响，另两项研究基于人体肠道菌群培养模型开展。

菠菜或螺旋藻提取物补充调节肠道菌群组成和功能

多项啮齿类临床前研究探讨了来自菠菜类囊体、菠菜或富含SQDG的螺旋藻的GLs对肠道细菌组成的影响。一项为期10天的大鼠菠菜类囊体补充研究发现，回肠黏膜中乳酸杆菌显著增加，其中罗伊氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri）发生率升高而约氏乳杆菌（Lactobacillus johnsonii）发生率降低，提示类囊体补充可能诱导乳酸杆菌群体内的选择性转变。另一项高脂饮食诱导非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）大鼠模型研究显示，补充菠菜可使乳酸杆菌数量增加高达9%，双歧杆菌数量略有增加，并伴随丙酸和乙酸产量增加。短链脂肪酸（SCFAs）主要由肠道菌群发酵产生，对维持肠道屏障完整性、黏液产生及抗炎具有重要作用。此外，两项研究均未观察到菠菜补充对肠杆菌科丰度的影响，提示富含GLs的菠菜补充可能不会促进潜在促炎细菌群的扩增。在螺旋藻补充研究中，IL-10^-/-小鼠盲肠中沃氏嗜胆菌（Bilophila wadsworthia）细胞数和脱硫弧菌科相对丰度显著降低，而粪便菌群β多样性分析显示毛螺菌科丰度升高。在人体研究中，超重女性每日摄入添加菠菜类囊体的蓝莓饮品12周后，粪便总细菌量和脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）显著增加，但未观察到其他检测菌群指标的显著变化。

MGDG作为抗菌剂

研究测试了不同脂肪酸酰基链长度（C8至C18）的单葡萄糖基和单半乳糖基甘油二酯对多种细菌和真菌的抗菌活性。结果显示，MGDG对念珠菌属无抑制活性。MGDG的抗菌活性受脂肪酸链长、饱和/不饱和程度、1,2-位脂肪酸分布及糖残基性质等多种因素影响。辛酰基链（C8:0）存在时抗菌活性最强，且当sn-1位为C8:0、sn-2位为不饱和脂肪酸时活性最佳。饱和（>C12）和单不饱和脂肪酸无抗菌活性，而sn-1和sn-2位均为亚油酸（C18:2）的化合物对部分菌株具有抑制活性。葡萄糖基甘油二酯的抗菌效果强于半乳糖基甘油二酯。此外，一项小鼠研究通过LC-MS/MS和16S rRNA序列分析检测到粪便中MGDG和DGDG的存在，且抗生素处理组小鼠粪便中MGDG和DGDG丰度较对照组下降超过10倍，表明GLs可存在于小鼠结肠中且其丰度受肠道细菌影响。

肠道细菌对SQDG及其衍生物SQ的降解

SQDG是植物、藻类和蓝藻光合膜中普遍存在的硫脂，是生物圈中最丰富的有机硫化合物之一，在菠菜、生菜和葱等常见绿叶蔬菜中可占总脂质的25%以上。SQ是SQDG的极性头基，含有化学惰性的磺酸C?S键。细菌对SQ的降解称为磺基糖酵解，目前已报道多种途径。磺基EMP（Embden–Meyerhof–Parnas）和磺基ED（Entner–Doudoroff）途径存在于革兰氏阴性菌中，磺基TAL（转醛醇酶）途径存在于多种革兰氏阳性菌中，包括人肠道肠球菌属、梭菌属和真杆菌属菌株。近期研究还发现了磺基EMP2途径、磺基TK（转酮醇酶）途径和磺基ASMO（烷磺酸单加氧酶）途径。在肠道中，磺基EMP、磺基ED和磺基TAL途径可将SQ六个碳中的三个纳入细胞代谢，而磺基TK途径可纳入四个碳。不同途径产生不同的磺酸盐副产物，其中C3磺酸盐可进一步分解为硫化氢（H₂S），H₂S在低浓度下是重要的肠道代谢物，但高浓度时可损害胃肠道黏膜屏障并抑制ATP产生。利用简化人肠道菌群（SIHUMI）的研究显示，SIHUMI细菌可将SQ降解为DHPS，而沃氏嗜胆菌可将DHPS进一步分解为H₂S。利用素食者粪便样本构建的微宇宙实验显示，SQ在20小时内被完全消耗，伴随DHPS的瞬时积累和H₂S产量增加，其中直肠真杆菌（Eubacterium rectale）和沃氏嗜胆菌丰度增加最为显著。共培养实验证实，直肠真杆菌通过磺基TAL途径发酵SQ产生DHPS，沃氏嗜胆菌随后将DHPS脱磺化为H₂S。此外，研究人员首次在大肠杆菌中鉴定并表征了细菌磺基奎诺糖苷酶YihQ，该酶可将SQDG水解为SQ，被认为是磺基糖酵解途径的第一个门户酶。

优势与局限性

本综述是首个总结和分析膳食植物GLs与肠道菌群现有文献的系统综述，遵循Cochrane指南以确保方法的稳健性和系统性。然而，仅纳入三项人体研究，其中一项RCT偏倚风险为低至中等，表明该领域人体试验证据匮乏。尽管不同研究因模型和GLs来源不同在菌群改变上存在差异，但部分GLs诱导的肠道菌群组成变化具有一致性。此外，多数研究采用富含GLs的提取物，这些提取物含有其他生物活性分子，其自身效应及协同效应无法排除。未来需要更多机制研究和临床证据。