2025年1月23日，動(dòng)物科學(xué)學(xué)院李福勇研究員與愛爾蘭APC微生物組研究所Jens Walter教授、加拿大阿爾伯塔大學(xué)Anissa Armet博士等國際知名學(xué)者在《Cell》雜志上聯(lián)合發(fā)表了題為“Cardiometabolic benefits of a non-industrialized-type diet are linked to gut microbiome modulation”的文章。該研究通過結(jié)合非工業(yè)化飲食干預(yù)和重新引入已消失的消化道微生物策略，旨在探索一種重建工業(yè)化人群消化道微生物組的營養(yǎng)策略，以期改善工業(yè)化對人類健康的不利影響。

在現(xiàn)代社會(huì)，工業(yè)化生活方式，尤其是工業(yè)化的飲食模式，導(dǎo)致多種慢性非傳染性疾病的發(fā)病率持續(xù)上升，這被認(rèn)為與消化道微生物多樣性降低、有益微生物減少以及潛在有害微生物增多密切相關(guān)。相對于工業(yè)化飲食模式，非工業(yè)化社會(huì)的飲食通常富含更多的植物性食物和膳食纖維，糖分和熱量水平相對較低，這些特征被認(rèn)為與更高的消化道微生物多樣性以及更好的健康狀況相關(guān)聯(lián)。受巴布亞新幾內(nèi)亞農(nóng)村地區(qū)傳統(tǒng)飲食模式的啟發(fā)，本研究設(shè)計(jì)了一種模仿該地區(qū)飲食模式關(guān)鍵特征的非工業(yè)化飲食，同時(shí)結(jié)合一種在工業(yè)化社會(huì)人類消化道中罕見但卻具有重要益生菌特性的細(xì)菌（羅伊氏乳桿菌），以嘗試在工業(yè)化社會(huì)中重建人類的消化道微生態(tài)并重新引入已消失的微生物。

本研究發(fā)現(xiàn)，盡管非工業(yè)化飲食降低了消化道微生物的多樣性，但卻提高了羅伊氏乳桿菌的短期定植與存活率，并且該飲食顯著改善了工業(yè)化過程中受到不利影響的消化道菌群特征，包括抑制促炎細(xì)菌、降低降解腸道粘液層微生物基因數(shù)量、促進(jìn)腸道中揮發(fā)性脂肪酸的生成以及改善消化道微環(huán)境等。同時(shí)，該飲食還對血液中與慢性疾病相關(guān)的微生物衍生代謝物產(chǎn)生了多種有益影響，例如提高了吲哚-3-丙酸濃度，降低了脫氧膽酸和熊去氧膽酸濃度等。此外，盡管卡路里的攝入水平并未減少，但非工業(yè)化飲食在短短三周的干預(yù)期內(nèi)顯著降低了受試者的體重（1.4%），并降低了總膽固醇（14.1%）、低密度脂蛋白膽固醇（16.8%）、空腹血糖（6.3%）以及C-反應(yīng)蛋白（14.0％）等多種與心血管代謝健康相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)志物水平。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法，可通過宿主基線特征狀態(tài)以及對非工業(yè)化飲食產(chǎn)生響應(yīng)的微生物特征實(shí)現(xiàn)對心血管代謝標(biāo)志物變化的準(zhǔn)確預(yù)測，這揭示了飲食干預(yù)對宿主所帶來的健康益處是通過消化道微生物介導(dǎo)的。因此，針對消化道菌群的飲食干預(yù)有望改善宿主與消化道菌群之間復(fù)雜的相互作用，從而有助于預(yù)防或治療相關(guān)的慢性疾病。

非工業(yè)化飲食的健康益處由消化道微生物所介導(dǎo)并可通過機(jī)器學(xué)習(xí)方法實(shí)現(xiàn)預(yù)測

綜上所述，本研究在健康成人中探索了一種消化道微生物組的重建策略，證實(shí)了非工業(yè)化飲食對消化道微生態(tài)和宿主代謝的關(guān)鍵作用，以及其與宿主心血管健康之間的緊密關(guān)系。在設(shè)計(jì)食譜和選擇食材時(shí)，本研究既模仿了巴布亞新幾內(nèi)亞農(nóng)村地區(qū)的傳統(tǒng)飲食模式，又充分考慮了候選食材在工業(yè)化國家和地區(qū)的可獲得性，因此，該非工業(yè)化飲食方案在不同的國家和地區(qū)具有廣泛的推廣潛力。