長期的飲食習慣影響腸道微生物群的促炎和抗炎特性
2021-04-12 19:00:54   來源:   作者:  評論:0 點擊:

關鍵字: 抗炎 | 腸道微生物群 | 促炎 | 長期飲食習慣
腸道微生物群直接影響腸道內促炎和抗炎反應的平衡。微生物對營養素的競爭在控制這種平衡中起著關鍵作用。炎癥性腸病(IBD)是腸道微生物區系和腸道免疫系統之間失去平衡的典型疾病。除局部免疫反應外,腸道微生物區系還影響全身免疫成分,并與越來越多的免疫介導的炎癥性疾病(IMID)有關,從糖尿病到關節炎和系統性紅斑狼瘡。腸道生態失調和相關炎癥也與癌癥和心臟代謝紊亂有關。流行病學研究揭示了與這些疾病的發病有關的幾種飲食因素。然而,這種關系背后的機制在很大程度上仍不清楚。這項研究的目的是調查人類習慣性飲食、腸道微生物區系和腸道炎癥之間的復雜關系。該文章發表在GUT雜志。

該研究調查了來自克羅恩病、潰瘍性結腸炎、腸易激綜合征和普通人群四個隊列的1425名個體的173個飲食因素與微生物群的關系。用鳥槍式元基因組測序來分析腸道微生物的組成和功能。膳食攝入量通過食物頻率問卷進行評估。進行了無監督的聚類,以確定飲食模式和微生物群。每個隊列研究飲食和微生物特征之間的關聯,然后進行薈萃分析和異質性評估,
以探索飲食-微生物組關聯在不同疾病背景下的可復制性。該研究提出了促炎和抗炎機制,通過這些機制,特定的食物和飲食模式可以影響腸道內的炎癥反應,作為設計飲食干預措施的合理基礎。

無監督飲食聚類分析揭示了常見的食物模式。分支圖顯示飲食攝入量分成25種類型。采用食物頻率問卷調查了1425名健康對照者(n=871)、腸易激綜合征(n=223)、克羅恩病(n=205)和潰瘍性結腸炎(n=126)的飲食情況。使用平方歐幾里德距離進行無監督的分層聚類。

在跨疾病薈萃分析中,飲食模式與途徑(A)和物種(B)簇的一致性關聯。在對跨越四個隊列的1425個個體進行的交叉疾病薈萃分析中,森林小區顯示了飲食模式和微生物群之間的一致結果(FDRMeta<0.05,p-Cochran‘s-Q>0.05)。點表示薈萃分析的匯集結果;黑線表示順式。點大小表示關聯的重要性(FDR校正后的p值)。X軸表示系數。采用平方歐幾里德距離和Bray-Curtis距離對膳食攝入量、物種和途徑豐度進行無監督的系統聚類。在每個隊列中,建立了食物集群與微生物集群的多變量線性模型,添加了年齡、性別、測序深度和卡路里攝入量作為協變量。對每個隊列獲得的結果進行逆方差薈萃分析,然后進行多重檢驗校正和Cochran‘s Q檢驗。

薈萃分析中與Faecalibacterium prausnitzii (A)和Roseburia (B)相對豐度相關的飲食因素。熱圖顯示不同食物間的交叉薈萃分析結果與(A) Faecalibacterium prausnitzii和(B) Roseburia的相對豐度有顯著的一致性(FDR<0.05,p-Cochran‘s-Q>0.05)。膳食攝入量通過食物頻率問卷進行評估。能量調節采用營養密度法。對于每個食物項目,構建了食物攝入量與分類群和路徑的多變量線性模型,添加了年齡、性別和測序深度作為協變量。對每個隊列進行關聯分析,然后進行逆方差薈萃分析、多重檢驗校正和Cochran‘s Q檢驗。紅色,正關聯;藍色,負關聯。顏色密度表示關聯的重要性(FDR校正的p值)。

薈萃分析中與植物蛋白攝入相關的微生物代謝途徑(A)和分類群(B)。熱圖顯示,植物蛋白攝入量與腸道微生物群落(A)代謝途徑和(B)分類豐度的相對豐度之間的交叉薈萃分析結果顯著且一致(FDR<0.05,p-Cochran‘s-Q>0.05)。膳食攝入量通過食物頻率問卷進行評估。對于每個食物項目,我們構建了食物攝入量與分類群和路徑的多變量線性模型,添加了年齡、性別和測序深度作為協變量。對每個隊列進行關聯分析,然后進行逆方差薈萃分析、多重檢驗校正和Cochran‘s Q檢驗。紅色,正關聯;藍色,負關聯。顏色密度表示關聯的重要性(FDR校正的p值)。
該研究確定了飲食模式和微生物群之間的38個關聯。此外,在對健康人和IBS、克羅恩病和UC患者進行的薈萃分析中,61種食物和營養素與61種249種代謝途徑相關(FDR<0.05)。加工食品和動物性食品一直與富含Firmicuts、該屬物種和內毒素合成途徑有關。植物性食物和魚類則相反,它們與產生短鏈脂肪酸的共生體和營養新陳代謝途徑呈正相關。
這項研究通過研究四個隊列中無人監督的飲食模式、腸道炎癥標志物和腸道微生物組成和功能之間的關系,展示了習慣性飲食選擇如何影響人類腸道生態系統及其炎癥潛能。確定了在克羅恩病、潰瘍性結腸炎、腸易激綜合征患者和普通人群中復制的重要關聯,這意味著微生物組靶向飲食策略有可能緩解和預防腸道炎癥。
該研究推斷出與已知有粘膜保護和抗炎效果的細菌群和功能相一致的飲食模式。提供了飲食與微生物區系之間的聯系是強有力的證據:結果在不同的隊列中是一致的,在調整了額外的隊列特定因素(如藥物使用)后仍然顯著。研究結果表明,CD、UC、IBS患者和普通人群對飲食的共同反應可能與炎癥、腸道微生物變化和營養是共同主線的其他疾病背景有關。許多炎癥性疾病(包括癌癥、動脈粥樣硬化、肥胖、非酒精性脂肪性肝炎、肝硬化和IBD)的細菌及其抗炎功能的減少。長期飲食富含豆類、蔬菜、水果和堅果,植物性食物的攝入量高于動物性食物,偏愛低脂發酵乳制品和魚,同時避免烈性酒精飲料、加工高脂肪肉類和軟飲料,有可能通過腸道微生物群防止腸道炎癥過程。不遵守這些原則則IBD的風險增加。飲食可以通過調節腸道微生物群成為一種重要的補充治療策略。食用植物性飲食可以增加腸道微生物區系的豐度,進一步增強治療敏感度。
原文出處
Bolte Laura A,Vich Vila Arnau,Imhann Floris et al. Long-term dietary patterns are associated with pro-inflammatory and anti-inflammatory features of the gut microbiome.[J] .Gut, 2021, undefined: undefined.

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