Cell：颠覆认知！32 个国家样本验证这种致病性寄生虫竟能改善心血管代谢、饮食健康、减轻体重

来源：丁香学术

目前，众多研究证实饮食摄入与慢性疾病发展有关，而遵循高质量饮食也是降低慢性病风险最具「性价比」的策略。肠道微生物群是饮食-健康轴的关键参与者，尽管其细菌类已广泛研究，但芽囊原虫（Blastocystis）在内的单细胞真核生物的作用尚未充分探索。生活中，某些细菌或寄生虫含量过高会导致肠道受损，引发炎症、肠易激综合征、胃痉挛等症状。人芽囊原虫于 1912 年首次被发现并命名，常常被认为是一种呈世界性分布的人兽共患肠道内「机会致病性寄生虫」，很多研究发现芽囊原虫与腹痛、腹泻、肠黏膜损伤等多种疾病密切相关，也有证据表明芽囊原虫与类风湿性关节炎等自免疾病存在关联。

然而，2021 年意大利特伦托大学的 Francesco Asnicar 等研究人员在Nature medicine上报道了一项单队列研究，表明携带芽囊原虫（图 1）的人类肠道微生物群落与改善饮食习惯后血糖水平、体脂率及其他有利生物标志物相关 [1]，这表明芽囊原虫作为对人体有益的寄生虫参与调控慢性病进展。2022 年 4 月，新加坡国立大学研究人员发现，芽囊原虫亚型 4 (Blastocystis subtypes，ST4) 可以稳定肠炎模型中的肠道微生物生态系统，促进炎症更快恢复 [2]。

图 1 芽囊原虫生活史（图源：[3]）

芽囊原虫（Blastocystis）一种普遍存在的单细胞原生动物，在遗传水平上具有显著的多样性，目前被分为至少 28 个不同亚型（subtypes，STs），这些 STs 中至少有 8 种在人类中被鉴定到，其中 ST1、ST2 和 ST3 最为常见，报道表明芽囊原虫与降低胃肠道疾病的风险有关。然而，目前仍没有研究阐释芽囊原虫、高质量饮食和心脏代谢之间的关联。

2024 年 7 月 8 日，意大利特伦托大学 Francesco Asnicar、Nicola Segata 等团队在Cell发表研究，对32 个国家 56,989 名个体展开了全球范围内的代谢组学探究，揭示了芽囊原虫广泛存在于健康成年人中，其流行率和丰度模式与地理、饮食习惯和心血管代谢特征相关[4]。

图 2 相关研究（图源：[4]）

1. 肠道微生物群中囊虫的携带率因地理和生活方式而异

为了探究芽囊原虫存在与否与饮食、健康状态以及个体所处地理位置的关系，研究人员共汇编了 139 个不同的人类和非人类数据集，总计 65,809 个宏基因组。其中，73 个人类样本数据集，囊括56,989 位来自 32 个国家的被试人员粪便宏基因组数据，包含 41,428 名健康/对照个体，15,561 位「不健康」（来自各种病例/对照微生物组研究的一般病例）。在 56,989 份人类粪便样本中，8,190 份检测到芽囊原虫。且在来自32 个国家的健康成年人中，肠道芽囊原虫携带率存在显著的地理异质性：北美的携带率最低（6.64%），而欧洲的携带率相对较高（22.14%）；斐济的携带率最高（56.29%，n = 167），而日本的携带率最低（2.46%，n = 244）；芽囊原虫在坦桑尼亚、埃塞俄比亚和喀麦隆等呈现高携带率（>35%），欧洲国家显示出中等的患病率（通常大于 15%），而亚洲国家从日本的 2.46% 到以色列的 29.18% 不等。此外，新生儿样本中没有检测到芽囊原虫，而在儿童 (1-11 岁) 中，仅检测到 ST1、ST2、ST3 和 ST4。芽囊原虫 STs 不仅在不同的生活方式和年龄类别中存在差异，而且在母亲和婴儿之间也存在差异。（图 3）

图 3 肠道微生物群中芽囊原虫的携带率因地理和生活方式而异（图源：[4]）

2. 更健康的植物性饮食与更高的肠道芽囊原虫携带率有关

通过对特定个体在多个时间点进行纵向采样，发现芽囊原虫是人类肠道微生物群的稳定定植者；双胞胎数据集结果显示芽囊原虫携带情况主要由非遗传（即环境）因素决定。由于饮食可以显著影响肠道微生物群，研究人员将人群分为杂食者、素食者和纯素食者三类，7 个健康成年人的数据集结果显示素食者具有较高的牙囊原虫携带率。尽管与地域存在一定相关性，健康植物性饮食指数（healthful plantbased dietary index，hPDI）与芽囊原虫携带率呈显著的正相关。进一步地，单一食物成分研究显示，食用大量未加工植物性食物（如鳄梨、干果、坚果、种子、豆类和十字花科蔬菜）的个体比摄入此类食物较少的个体更有可能呈芽囊原虫阳性。相反，芽囊原虫阴性个体则倾向于更频繁地食用加工水平较高的食品，如油炸土豆、糖果和人工加糖饮料等。（图 4）

图 4 更健康的植物性饮食与更高的肠道芽囊原虫携带率有关（图源：[4]）

3. 芽囊原虫阳性的受试者往往具有更健康的心脏代谢谱

接着，研究人员评估了芽囊原虫存在与心脏代谢标志物的相关性。为了避免潜在极端值对结果干扰，本次分析仅考虑健康成年人。分析结果显示：芽囊原虫存在与个体较低的舒张压以及用于提高胰岛素敏感性的 C 肽相关；携带芽囊原虫的受试者通常具有更高水平的空腹喝餐后高密度脂蛋白和更低水平的甘油三酯；与心血管疾病风险高度相关的炎症生物标志物 GlycA 在芽囊原虫携带者中被有效抑制。此外，线性回归模型显示芽囊原虫是独立于 hPDI 的心脏代谢标志物的重要预测因子。这些结果表明，芽囊原虫的存在可能对改善心血管代谢健康有积极的作用。（图 5）

图 5 芽囊原虫阳性的受试者往往具有更健康的心脏代谢谱（图源：[4]）

4. 饮食改善干预方案后个体中芽囊原虫增多

上述发现在临床干预中是否奏效？研究人员招募了 1,124 名健康受试者参加为期 6 个月的个性化饮食计划（personalized dietary program，PDP），并在干预前后进行粪便取样和设置食物频率问卷来确定受试者对饮食建议的依从性和与常规饮食习惯的变化。结果显示，受试者的饮食质量显著改善，体重平均每月下降 0.5 kg，芽囊原虫携带率由 PDP 干预前的 31.32% 上升至干预后的 33.81%，且 1124 名受试者中 57 人（5.07%）由芽囊原虫阴性转为芽囊原虫阳性，且受试后芽囊原虫持续阳性的人群表现出更高水平的芽囊原虫丰度。进一步地，研究人员发现在获得芽囊原虫的 57 个人中，纤维和脂肪的消耗有统计学意义上的显著增加，而蛋白质和碳水化合物的消耗没有增加，提示增加纤维消耗在囊胚定植和获得中的潜在作用。（图 6）

图 6 饮食改善干预方案后个体中芽囊原虫增多（图源：[4]）

总体而言，本项工作整合并协调了来自多个队列的数据，以表征芽囊原虫的全球分布，并研究其存在有助于解释食物摄入对心脏代谢健康的异质性和个体化贡献。研究人员发现芽囊原虫及其亚型的携带率受宿主的物种、年龄、地理和生活方式影响。宿主饮食质量和芽囊原虫携带之间存在紧密关联，且芽囊原虫广泛存在于更健康人群的心脏代谢谱中。最后，在一项为期6 个月的个性化饮食干预研究中，饮食干预后芽囊原虫的携带率和相对丰度显著增加，改善饮食质量并减轻受试者体重。这一研究提示芽囊原虫作为健康生活方式的标志，在个性化宿主对食物和下游疾病易感性的反应中具有潜在益处。（图 7）

图 7 全文图解（图源：[4]）

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图片来源：图虫创意

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参考文献

[1] Asnicar, F., Berry, S. E., Valdes, A. M., Nguyen, L. H., Piccinno, G., Drew, D. A., Leeming, E., Gibson, R., Le Roy, C., Khatib, H. A., Francis, L., Mazidi, M., Mompeo, O., Valles-Colomer, M., Tett, A., Beghini, F., Dubois, L., Bazzani, D., Thomas, A. M., Mirzayi, C., … Segata, N. (2021). Microbiome connections with host metabolism and habitual diet from 1,098 deeply phenotyped individuals. Nature medicine, 27(2), 321–332. https://doi.org/10.1038/s41591-020-01183-8

[2] Deng, L., Wojciech, L., Png, C. W., Koh, E. Y., Aung, T. T., Kioh, D. Y. Q., Chan, E. C. Y., Malleret, B., Zhang, Y., Peng, G., Gascoigne, N. R. J., & Tan, K. S. W. (2022). Experimental colonization with Blastocystis ST4 is associated with protective immune responses and modulation of gut microbiome in a DSS-induced colitis mouse model. Cellular and molecular life sciences : CMLS, 79(5), 245. https://doi.org/10.1007/s00018-022-04271-9

[3] https://www.cdc.gov/dpdx/blastocystis/

[4] Piperni et al., Intestinal Blastocystis is linked to healthier diets and more favorable cardiometabolic outcomes in 56,989 individuals from 32 countries, Cell (2024).