澳大利亚成年人队列中维生素B12状态生物标志物与肠道微生物群之间的关联

《The Journal of Nutrition》：Associations Between Biomarkers of Vitamin B12 Status and Gut Microbial Guilds in a Cohort of Australian Adults

【字体：大中小】 时间：2026年06月03日 来源：The Journal of Nutrition 3.7

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美国新泽西州新不伦瑞克市罗格斯大学营养科学系

摘要

背景

维生素B12是维持血液系统和神经系统功能所必需的营养素。人体肠道微生物要么自身合成B12，要么利用宿主摄入的B12。因此，肠道微生物群的变化可能会影响人体内的B12水平。

目的

本研究旨在探讨肠道微生物群与血清B12水平以及B12状态的功能性生物标志物——甲基丙二酸（MMA）之间的关联。

方法

在澳大利亚悉尼生活的90名成年人（44名男性/46名女性；年龄20-75岁）中，通过16S rRNA基因V3-V4扩增子测序技术在扩增子序列变异（ASV）水平上分析了肠道微生物群。B12水平通过自动化化学发光法检测，MMA通过高效液相色谱-串联质谱法检测。研究了B12水平的三分位数与微生物α多样性和β多样性以及整体微生物群组成之间的关联。通过ASV的共丰度分析识别了不同的微生物类群。采用多元线性回归和随机森林回归方法，在控制年龄、性别、体重指数和纤维摄入量的情况下，分析了这些微生物类群与B12生物标志物之间的关联。

结果

血清B12和MMA的平均值分别为389±177 pmol/L和210±80 nmol/L。肠道微生物的多样性和丰富度与B12水平的三分位数显著相关（Shannon指数：p=0.010；Faith系统发育多样性：p=0.048；ASV数量：p=0.022）。未观察到B12水平的三分位数与β多样性之间的关联，也未观察到MMA水平的三分位数与α多样性或β多样性之间的关联。共识别出30个微生物类群，其中2个类群和年龄被纳入预测B12水平的最终模型（p=0.03），3个不同的类群和未加入任何协变量的模型被纳入预测MMA水平的最终模型（p=0.003）。

结论

这些结果表明，不同的微生物类群对血清B12和血清MMA具有不同的预测作用。这表明成人血清MMA的变异并不完全由B12水平决定，这对将MMA作为B12状态标志物的解释具有一定的影响。

引言

全球范围内，低维生素B12水平（包括临床和亚临床缺乏症）非常普遍，影响所有年龄段的儿童和成人（1）。B12缺乏的典型表现包括巨幼红细胞性贫血和轴索脱髓鞘，可能导致周围神经病变、与年龄相关的认知衰退、类似阿尔茨海默病的痴呆以及抑郁（2）。此外，低B12水平还与血管疾病（3）、癌症（4）、神经管缺陷（5）以及幼儿大脑发育不良和学习成绩差（6）的风险增加有关。

低B12水平的原因可能是饮食因素或病理生理因素。这些因素包括摄入素食或纯素食（缺乏动物源性食物，如肉类、鱼类、乳制品和鸡蛋）以及强化B12的食物；还有影响B12吸收和生物利用度的胃肠道疾病，例如自身免疫性胃炎（会损害小肠远端吸收B12所需的内因子）、胃酸分泌减少（导致从食物中提取B12的能力下降，如萎缩性胃炎）、炎症性肠病，以及长期服用抑制B12吸收的药物（如质子泵抑制剂、H₂受体拮抗剂和二甲双胍）（7, 8）。

另一个尚未得到广泛关注的影响人类B12水平的因素是肠道微生物组。在先前的研究中，开发了一种新的方法来检测碳-14标记的维生素B12（¹⁴C-B12），并证实了¹⁴C-B12在体内用于评估B12的吸收、生物利用度和周转率（9, 10, 11）。研究发现，B12可能在胃肠道中发生降解，且这种降解在不同个体间存在显著差异。无论¹⁴C-B12是以水溶性形式摄入（9）、作为鸡蛋成分（10）还是存在于面包中（11），都会发生降解。据推测，这种降解是由于肠道微生物对B12的摄取和代谢所致，是影响人体B12生物利用度和水平的重要因素。这一观点得到了研究的支持，该研究从人类粪便中分离并鉴定出了多种B12类似物，这与已知微生物对B12的代谢过程一致（12）。

这些发现促使我们进行了当前的研究，旨在评估澳大利亚自由生活成年人的肠道微生物组与B12状态生物标志物（包括血清总B12和甲基丙二酸（MMA）之间的关联。在分析中，采用了一种基于生态学原理的方法对肠道微生物组进行分类，将具有相似共丰度行为的微生物归类为不同的类群，这些类群共同利用资源，因此其繁荣或衰退也取决于资源的可用性（13）。本研究评估了B12和MMA与这些类群之间的关联。研究假设，肠道微生物生态的多样性（体现在类群内部及不同类群之间的相互作用）可作为预测人体B12生物标志物变异的独立因素。

章节摘录

参与者

本研究是对2015年8月至2016年4月在澳大利亚悉尼查尔斯·珀金斯中心招募的自由生活成年人的横断面队列研究的二次分析。纳入标准为年龄18岁及以上，体重指数（BMI）在18-40 kg/m²范围内，过去6个月内体重稳定（±2 kg），并且能够提供血液和粪便样本并完成3天的饮食记录。排除标准包括当前或既往有胃肠道疾病史的情况。

结果

表1展示了研究参与者的特征。参与研究的90名自由生活成年人的年龄在20–75岁之间，平均年龄为39岁。其中51%为女性。平均BMI（24 kg/m²）处于理想范围内，但30%（n=27）属于超重类别（>25至<30 kg/m²），12%（n=11）属于肥胖I类（30-35 kg/m²）。整个队列的B12水平普遍充足（平均B12 = 389 pmol/L）；然而，有一名参与者的血清B12水平

讨论

在本研究中，我们通过对90名自由生活澳大利亚成年人的队列进行二次分析，探讨了肠道微生物类群与B12状态生物标志物（血清B12和MMA）之间的关联。我们假设，肠道微生物对B12的摄取和代谢的个体差异使得肠道微生物组成为影响人类B12状态的一个未被充分认识的因素。尽管队列中的B12水平总体充足，但只有13.3%的受试者的B12水平处于不确定范围（148-221 pmol/L），仅有15.6%的

资金来源

澳大利亚糖尿病项目资助（项目负责人：YYL）；罗格斯大学Busch生物医学资助（项目负责人：JWM）

作者对稿件的贡献声明

研究设计：YYL, JWM；研究实施：MR, TG；数据分析和统计分析：GW, MR, EH, JWM；数据解释和关键稿件修订：MR, GW, LZ, TG, EH, RG, YYL, JWM；论文撰写：MR, GW, JWM；最终内容的主要责任：MR, YYL, JWM。所有作者均阅读并批准了最终稿件。

摘要

背景

目的

方法

结果

结论

引言

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