《Frontiers in Nutrition》：Retrospective insights into probiotic and prebiotic interventions: associations with gut microbiota profiles and nutritional outcomes
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这篇综述通过对成人（n=350）的回顾性分析，探讨了益生菌与益生元干预如何塑造肠道菌群（如增加α多样性和特定有益菌属丰度），并与改善的营养代谢指标（如降低BMI、改善血脂）相关联，为通过饮食靶向调节微生物组以改善代谢健康提供了临床相关性依据。
背景
人类肠道菌群是一个复杂且动态的生态系统，通过代谢、免疫和神经内分泌途径影响宿主健康。菌群失衡与肥胖、代谢综合征、心血管疾病和胃肠道疾病等密切相关。益生菌（活的微生物）和益生元（不可消化的食物成分）是调节肠道菌群、改善宿主健康的重要策略。益生菌通过竞争排斥、产生抗菌代谢物等方式发挥作用，而益生元则通过选择性促进有益菌（如Bifidobacterium、Lactobacillus）的生长和发酵产生短链脂肪酸（SCFAs）来介导其益处。尽管前景广阔，但在真实临床环境中，益生菌和益生元与成人代谢及营养结局的具体关联仍需更多研究。本研究旨在通过回顾性分析，阐明这些干预措施与肠道菌群谱及营养结局之间的关系。
方法
本研究为一项回顾性观察性队列研究，数据来源于2020年1月至2024年12月间的临床和饮食记录。共纳入350名成人参与者，分为三组：益生菌组（n=140）、益生元组（n=120）和对照组（n=90）。参与者年龄在18-65岁之间，并在过去六个月内规律补充益生菌或益生元至少8周。
益生菌组参与者服用市售含Lactobacillus、Bifidobacterium或Saccharomyces boulardii菌株的制剂，剂量为1×109至1×1011CFU/天。益生元组参与者每日摄入5-10克益生元纤维，如菊粉、低聚果糖（FOS）或低聚半乳糖（GOS）。对照组参与者遵循标准饮食建议，且在最近6个月内未使用益生菌或益生元。
研究收集了参与者的饮食摄入、人体测量学数据（体重、BMI、体脂率）、生化指标（空腹血糖、血脂谱、HbA1c）以及粪便微生物组数据。肠道菌群数据通过16S rRNA测序获取，分析了基线（干预开始4周内）和随访（持续干预4-12周后）的样本。评估指标包括α多样性（香农指数、辛普森指数）、β多样性（布雷-柯蒂斯相异性，通过PERMANOVA分析）以及关键分类群（如Lactobacillus spp.、Bifidobacterium spp.、Faecalibacterium prausnitzii）的相对丰度。统计分析使用SPSS和QIIME2进行，采用ANCOVA和多变量回归模型控制年龄、性别、基线BMI、膳食纤维摄入、吸烟和高血压等混杂因素，以分析干预与结局的关联。
结果
肠道菌群变化
与对照组相比，益生菌和益生元干预均与肠道微生物多样性的显著改善相关。
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α多样性：益生菌组和益生元组的香农指数均显著增加（益生菌：3.4 → 4.2；益生元：3.3 → 4.0；均p< 0.01），辛普森指数也相应升高。对照组无显著变化。
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β多样性：PERMANOVA分析显示，益生菌组与对照组、益生元组与对照组之间的微生物群落构成存在显著差异（p< 0.001 和 p= 0.02），而对照组内基线与随访样本无差异。主坐标分析（PCoA）图直观展示了三组样本在群落结构上的显著聚类分离。
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关键分类群相对丰度：
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益生菌组：Lactobacillus（2.1% → 4.8%）和Bifidobacterium（3.5% → 7.9%）的相对丰度显著增加。
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益生元组：Bifidobacterium（3.7% → 6.8%）和Faecalibacterium prausnitzii（6.1% → 8.3%）的相对丰度显著增加。
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对照组：未观察到关键分类群的显著变化。
营养与代谢结局
两种干预措施均与积极的营养代谢改善相关，且益生元组的效果略优。
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身体成分与血糖：干预组参与者的BMI、体重、体脂率和腰围均显著下降，空腹血糖水平也有所改善。
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血脂谱：干预组的总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇（LDL）和甘油三酯水平显著降低，而高密度脂蛋白胆固醇（HDL）水平升高。具体而言，益生菌组BMI平均降低-1.6 kg/m2，总胆固醇降低-18 mg/dL；益生元组BMI平均降低-2.0 kg/m2，总胆固醇降低-17 mg/dL。对照组无显著变化。
相关性分析
肠道菌群的变化与代谢指标的改善存在显著统计学关联。
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Bifidobacterium丰度的增加与BMI的降低呈负相关（r = -0.42, p= 0.01）。
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更高的香农指数（α多样性）与更低的LDL胆固醇水平相关（r = -0.35, p= 0.02）。
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Lactobacillus丰度与HDL胆固醇水平呈正相关（r = +0.31, p= 0.03）。
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Faecalibacterium丰度的增加与甘油三酯水平的降低相关（r = -0.28, p= 0.04）。
亚组与敏感性分析
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干预时长：干预时间超过12周的参与者，在微生物多样性增加和代谢指标（如BMI降低）改善方面表现出更显著的效果。
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益生菌剂量与菌株多样性：与单菌株、低剂量配方相比，多菌株、高剂量（≥1010CFU/天）的益生菌制剂导致Lactobacillus和Bifidobacterium丰度增加更多，LDL降低也更明显。
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基线BMI：超重或肥胖（BMI ≥ 28）的参与者对干预表现出更高的反应性，在代谢指标和肠道菌群多样性方面改善更大。
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安全性：干预耐受性良好，仅少数参与者报告轻度胃肠道症状（如腹胀），且自行缓解。
讨论与结论
本研究证实，在成人中，补充益生菌和益生元与肠道微生物多样性增加、有益菌属（如Lactobacillus、Bifidobacterium、Faecalibacterium prausnitzii）丰度提升以及营养代谢指标（如降低BMI、改善血脂）的改善显著相关。这些关联在调整了多种潜在混杂因素后仍然存在。
益生菌主要通过直接引入有益菌株来调节菌群，而益生元则通过提供发酵底物选择性促进有益菌（特别是Bifidobacterium和产丁酸盐的Faecalibacterium prausnitzii）的生长。后者产生的短链脂肪酸（SCFAs）在调节能量平衡、葡萄糖代谢、减少炎症和维持肠道屏障功能方面发挥关键作用。本研究中观察到的菌群变化与代谢改善之间的强相关性，为“微生物组-宿主”互作影响健康的机制提供了支持。
本研究的优势在于样本量较大、队列平衡，并进行了多方面的微生物和临床指标分析。然而，其回顾性设计限制了因果关系的推断，且可能存在饮食报告偏倚、补充剂异质性等局限。16S rRNA测序也限制了对菌种或菌株水平变化的深入解析。
综上所述，这项研究为通过膳食干预（益生菌和益生元）靶向调节肠道菌群以改善成人代谢健康提供了有力的观察性证据。未来需要前瞻性随机对照试验来验证因果关系，并探索基于个体微生物组特征的个性化营养干预策略。
