肠道微生物与健康、营养及饮食调节

心脏代谢疾病（如心血管疾病和2型糖尿病）是西方国家发病和死亡的主要原因，给全球医疗系统带来沉重负担，其发生与高热量、高风险加工食品消费增加相关。饮食习惯是已知风险因素，也是预防和治疗的主要可调节目标。人体肠道微生物组作为与饮食和心脏代谢状况相关的辅助因素，具有可调节性，但以往小规模研究因统计效力和地域局限性，难以揭示饮食与肠道微生物组的复杂相互作用。

本研究整合了五个大型宏基因组队列，涵盖3.4万余名来自美国和英国的参与者，结合饮食数据、详细人体测量和健康指标，旨在识别与健康和饮食质量相关的肠道微生物物种。研究使用ZOE PREDICT研究中的四个队列（33596人）及PREDICT 1队列（1098人），构建了包含详细饮食记录的宏基因组数据集。通过系统的机器学习验证，发现肠道微生物组与血糖、胆固醇、甘油三酯、炎症等健康标志物及营养指标存在强关联，部分标志物预测准确率较高（AUC 0.64-0.73）。

研究将37项健康标志物分为个人、空腹和餐后三类，对661种非稀有微生物物种（ prevalence >20%）计算与各标志物的偏相关系数，构建“ZOE微生物组健康排名2025”。排名中，大多数健康相关物种属于厚壁菌门，尤其是梭菌纲，其中许多是未培养或未表征的物种（如22种最有益物种未知）。同时，基于饮食标志物的“ZOE微生物组饮食排名”与健康排名总体一致（Spearman相关系数0.72）。

进一步分析显示，健康排名与体重指数（BMI）显著相关：BMI升高时，有益菌丰度降低，有害菌丰度增加。在27个公共队列的5348名健康人中，健康体重者比肥胖者平均多携带5.2种有益菌；在25项病例对照研究（4816份样本）中，对照组比患者多3.6种有益菌，有害菌少1.6种。两项饮食干预试验（ZOE METHOD和BIOME）表明，个性化饮食干预或益生元混合剂可使有益菌（如青春双歧杆菌、长双歧杆菌）丰度增加，有害菌（如Dysosmobacter welbionis）减少。

综上，本研究建立的微生物物种排名系统为定义健康相关微生物组提供了基础，支持饮食和微生物组与健康标志物的关联，可作为未来因果和机制研究的依据。但需强调，若无前瞻性队列研究和干预性临床试验，无法进行因果推断，且多数关键健康相关物种尚未被深入研究，未来需在更多样化人群中验证。