不同的微生物介质将饮食与克罗恩病和溃疡性结肠炎的炎症联系起来

Distinct microbial mediators link diet to inflammation in Crohn's disease and ulcerative colitis

作者信息Luis Mayorga, Arnau Noguera Segura, Laura Campderros, Marc Pons-Tarin, Zaida Soler, Sara Vega-Abellaneda, Gerard Serrano-Gomez, Claudia Herrera-deGuise, Virginia Robles-Alonso, Natalia Borruel, Chaysavanh Manichanh
PMID41494802
期刊Gut
发布时间2026-05-12
DOI10.1136/gutjnl-2025-337480

实验完整度

研究包含人体队列、粪便宏基因组测序和因果中介分析,属于观察性研究,缺乏干预性功能验证和机制验证。

主要模型

健康对照人群 克罗恩病患者队列 溃疡性结肠炎患者队列

重点核对

患者和对照的纳入标准(年龄>18岁,对照无抗生素使用史、无IBD等) 粪便样本采集方法(含97%乙醇的保存管,-80°C保存) DNA提取方法(国际人类微生物组标准) 测序平台(Illumina NovaSeq X Plus) 中介分析中的混杂因素(年龄、性别、BMI、吸烟、英夫利昔单抗、美沙拉嗪、近期抗生素使用)

摘要

背景:炎症性肠病(IBD)源于饮食、宿主和肠道微生物组之间的复杂相互作用。尽管饮食影响肠道炎症,但所涉及的微生物和代谢途径,以及它们在克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC)这两种主要IBD亚型之间的差异仍不清楚。目的:探讨肠道微生物组在多大程度上介导了习惯性饮食对IBD炎症活动的影响。设计:这项纵向研究包括198名成年人(100名健康对照,49名CD,49名UC),参与者完成了一份经过验证的食物频率问卷。饮食质量使用既定指数(替代地中海饮食、健康饮食指数-2015、西班牙健康饮食指数、平均充足率、植物性饮食指数、健康食物多样性)进行评估。参与者还提供了两份粪便样本(基线和6个月)。鸟枪法宏基因组学(n=366)实现了分类和功能分析。使用因果中介分析来识别介导饮食对炎症影响的微生物特征。结果:IBD患者与对照组相比,饮食多样性、纤维摄入量和营养充足性较低。微生物组多样性在CD中最低,UC居中,并与较高的纤维、水果、蔬菜和坚果摄入量呈正相关,与加工食品和含糖饮料呈负相关。因果中介分析显示,在CD中,咖啡、全麦面包和更健康的饮食通过特定的细菌物种和代谢产物降低了Harvey-Bradshaw指数。在UC中,地中海式饮食、水果和咖啡通过更高的微生物丰富度、减少的菌群失调和短链脂肪酸相关功能降低了C反应蛋白。结论:饮食质量通过不同的微生物途径影响IBD的炎症:特定分类群和代谢产物介导CD中的效应,而微生物丰富度和整体组成驱动UC中的保护作用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
肠道微生物组在多大程度上介导了饮食对IBD炎症活动的影响,且这种介导作用在CD和UC之间有何不同?
核心机制
在CD中,特定细菌类群(如Bacteroides、Butyricimonas)和短链脂肪酸代谢途径介导了咖啡、全麦面包等对炎症的降低作用;在UC中,微生物丰富度增加和菌群失调减少等整体生态特征介导了地中海式饮食、水果等对炎症的降低作用。
主要证据
基于198名成人的纵向队列,对366份粪便样本进行鸟枪法宏基因组测序,并通过因果中介分析(包括PhyloMed)揭示了饮食、微生物组和炎症(CRP、钙卫蛋白、HBI、CAI)之间的关联。
研究意义
研究结果为在IBD中开发个性化、微生物组信息的饮食干预提供了支持,并提出了可能作为监测饮食反应和指导营养管理的生物标志物。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

招募参与者和收集数据

收集参与者的临床、饮食和粪便样本数据,为后续分析提供基础。

通过社交媒体和医院门诊招募健康对照、CD和UC患者,收集人口学、生活方式、临床和饮食数据,并在基线和6个月时收集粪便样本。

2

饮食质量评估

评估参与者的饮食质量,并比较不同组间的差异。

使用多种饮食指数(如aMED、HEI-2015、MAR等)和食物组、营养素摄入分析来评估饮食质量。

3

微生物组分析

分析粪便样本的微生物组成和功能,评估多样性和菌群失调程度,并关联饮食和临床指标。

对粪便样本进行鸟枪法宏基因组测序,使用MetaPhlAn4和HUMAnN3进行物种和功能谱分析,计算α多样性、β多样性和菌群失调评分。

4

中介分析

评估微生物特征是否介导饮食对炎症指标的影响。

使用因果中介分析,以饮食变量为暴露,微生物特征(多样性、菌群失调、特定类群)为中介,炎症指标(CRP、钙卫蛋白、HBI、CAI)为结局。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Illumina Novaseq X PlusIllumina--
国际人类微生物组标准方案----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
参与者招募
纳入标准:年龄>18岁,健康对照无抗生素使用史(3个月内)且无IBD等慢性疾病
阅读提示:Methods部分:Recruitment of participants
粪便样本采集
样本保存方法:含97%乙醇的螺旋盖无菌管,家用冷冻保存,运输后-80°C储存
阅读提示:Methods部分:Metadata and sample collection
微生物组测序
DNA提取遵循国际人类微生物组标准,测序平台为Illumina NovaSeq X Plus,平均5.7 Gbp/样本
阅读提示:Methods部分:Microbiome analysis
中介分析
混杂因素:年龄、性别、BMI、吸烟状态、英夫利昔单抗、美沙拉嗪和近期抗生素使用
阅读提示:Methods部分:Mediation analysis