《American Journal of Human Biology》：Interindividual Variation in Adult Gut Microbiome Composition in Two Rural Communities in Japan: Associations With Energy and Nutrient Intakes
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“日本饮食”长期被认为是日本人群预期寿命突出的关键因素之一。鉴于肠道菌群被认为可介导饮食与健康之间的关联，本研究针对日本农村人群开展调查——该类人群被认为更严格地遵循传统“日本饮食”，旨在明确其能量与营养素摄入水平，并分析其与肠道菌群多样性及组成的关联。研究于
“日本饮食”长期被认为是日本人群预期寿命突出的关键因素之一。鉴于肠道菌群被认为可介导饮食与健康之间的关联，本研究针对日本农村人群开展调查——该类人群被认为更严格地遵循传统“日本饮食”，旨在明确其能量与营养素摄入水平，并分析其与肠道菌群多样性及组成的关联。研究于2022年7—8月采用横断面设计，纳入两个农村社区的263名年龄≥20岁参与者，通过食物频率问卷收集饮食数据，测量身高体重并采集粪便样本，采用16S核糖体RNA（16S rRNA）分析评估肠道菌群的α多样性（包括丰富度与香农指数）与β多样性（包括Jaccard距离与Bray-Curtis相异度），同时分析能量及营养素摄入与上述指标及属水平细菌相对丰度的关联。结果显示，摄入更多海鲜、大米和蔬菜特征营养素（维生素D、ω-3高度不饱和脂肪酸、碳水化合物、总膳食纤维、不溶性膳食纤维）的人群，肠道菌群α多样性显著更高；而酒精与脂肪摄入更高的人群，α多样性显著更低。酒精供能，以及胆固醇、铁、维生素B1、维生素C、碳水化合物、可溶性膳食纤维、ω-3高度不饱和脂肪酸、钙的摄入均与β多样性显著相关（p<0.05），提示肠道菌群组成随上述营养素摄入变化而改变。研究表明，营养素摄入可能影响日本两个农村人群的肠道菌群个体间变异，未来需进一步明确“日本饮食”与肠道菌群的交互效应。
研究背景与意义
日本人群的长寿表现与低年龄标化死亡率长期受到全球关注，“日本饮食”以大米、鱼类、大豆及多样蔬菜为核心特征，被认为是关键影响因素之一。肠道菌群作为连接饮食摄入与宿主健康的核心中介，其多样性与组成已被证实与非传染性疾病风险密切相关。随着日本城市化进程推进，饮食结构逐渐西化，肉类与乳制品摄入升高，传统饮食模式的代表性在偏远农村地区更为突出——这类地区居民更多依赖本地自产食物，受加工食品影响更小。既往流行病学研究多聚焦于膳食模式分析，针对具体营养素摄入与肠道菌群关联的研究相对有限，尤其缺乏对微量营养素作用的探索。因此，明确农村人群中营养素摄入与肠道菌群的关联，可为解析饮食-菌群-健康的调控路径提供本土证据。该研究发表于《American Journal of Human Biology》，为理解传统饮食模式下的人群菌群特征提供了重要数据。
关键技术方法
研究采用横断面设计，队列来源于长崎县五岛列岛北部的Ojika岛与石川县能登半岛东北端的Suzu市两个农村社区，共纳入263名20岁及以上参与者。饮食评估采用经验证的半定量食物频率问卷，覆盖过去1年48类食物的摄入频率与份量，估算能量及26种营养素的每1000千卡摄入量（酒精供能单独统计）。粪便样本经RNAlater稳定后提取基因组DNA，扩增16S rRNA基因的V1-V2区并进行高通量测序，使用QIIME 2流程进行序列质控、扩增子序列变体（ASV）注释与多样性计算。统计分析采用Spearman秩相关与偏相关分析α多样性与营养素关联，置换多元方差分析（PERMANOVA）检验β多样性差异，MaAsLin2模型校正年龄、性别与地区混杂因素后分析属水平菌群丰度与营养素的关联，多重检验校正采用Benjamini-Hochberg法。
研究结果
参与者特征与营养素摄入
队列中Ojika岛153人，Suzu市110人，整体年龄偏高，男性体重指数（BMI）显著高于女性。Suzu地区居民的总膳食纤维、可溶性膳食纤维、钠、钾、钙摄入显著高于Ojika地区；男性总能量与酒精供能摄入高于女性，女性蛋白质、脂肪、各类脂肪酸、胆固醇、膳食纤维及多数微量营养素摄入均高于男性。
肠道菌群组成特征
菌群门水平以厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidota）、放线菌门（Actinobacteriota）为主，属水平以拟杆菌属（Bacteroides）、双歧杆菌属（Bifidobacterium）丰度最高。年龄、性别与地区均可解释部分β多样性变异，其中年龄对Bray-Curtis相异度的解释度为1.0%。
营养素摄入与肠道菌群的关联
α多样性分析显示，维生素D、ω-3高度不饱和脂肪酸、碳水化合物、总膳食纤维、不溶性膳食纤维摄入与观测ASV数与香农指数呈正相关，酒精供能与脂肪摄入呈负相关，校正混杂因素后结果一致。β多样性分析表明，酒精供能、胆固醇、铁、维生素B1、维生素C、碳水化合物、可溶性膳食纤维、ω-3高度不饱和脂肪酸、钙的摄入均与菌群组成显著相关（p<0.05）。属水平分析中，总膳食纤维、可溶性膳食纤维、不溶性膳食纤维、叶酸、维生素C、钾、铁摄入均与Anaerofustis属丰度呈正相关；酒精供能与Fusobacterium属丰度正相关，与Bifidobacterium、Lactobacillus、Faecalibacterium属丰度负相关。
讨论与结论
研究首先验证了农村人群菌群组成的特征：双歧杆菌属丰度高于既往报道的日本城市人群，可能与当地高纤维、低炎症的饮食偏好有关，且未出现随年龄下降的典型趋势。α多样性结果与欧美人群研究一致，提示传统日本饮食中高纤维、高海产品营养素的摄入模式有利于维持菌群多样性，而酒精与高饱和脂肪摄入则可能降低多样性。β多样性与特定菌属的关联进一步揭示了饮食对菌群结构的塑造作用：酒精摄入可能通过提升潜在致病菌丰度、降低抗炎有益菌丰度，介导酒精相关疾病风险；而Anaerofustis属作为产乙酸与丁酸盐的菌群，其丰度与多种健康营养素的正相关，提示其可能在饮食健康效应中发挥中介作用。
研究结论指出，营养素摄入可显著影响日本两个农村人群的肠道菌群个体间变异，摄入更多海鲜、大米、蔬菜相关的营养素与更高的菌群多样性相关，酒精与脂肪摄入则与更低的多样性相关；同时，酒精供能、胆固醇、铁、维生素B1、维生素C、碳水化合物、可溶性膳食纤维、ω-3高度不饱和脂肪酸、钙的摄入均与菌群组成显著相关。研究为后续解析“日本饮食”-肠道菌群-健康长寿的交互机制提供了基础数据，也强调了在饮食全球化背景下保护传统饮食模式的重要性。
