Nature | 3.4万人大数据：肠道微生物“健康排名”首发，好坏一目了然

撰文｜617

人体肠道菌群与健康密切相关，并受到多种因素影响，如饮食、种族、性别、年龄等。然而，营养干预研究通常为小样本队列，且往往因局限于当地生活方式和饮食习惯的特异性而导致统计效力不足。而包含多国人群的大规模综合研究，有助于厘清肠道菌群与健康、饮食之间的关联。

近日，意大利特伦托大学Nicola Segata和Francesco Asnicar团队在Nature杂志上发表了题为Gut micro-organisms associated with health, nutrition and dietary interventions的文章。该研究通过分析美英两国5个大型队列超过3.4万名受试者的健康、饮食和宏基因组数据，明确了肠道菌群与饮食和心血管代谢疾病（CMD）之间的关联，并构建了“ZOE微生物组健康排名2025”与“ZOE微生物组饮食排名2025”两大榜单，量化了肠菌的健康效应。

作者整合ZOE PREDICT系列5个队列。5个队列共覆盖美国21,340名和英国13,354名参与者，并收集了宏基因组、长期/短期饮食记录（食物频率问卷、手机APP饮食日志）、人体测量学指标（BMI、腰围等）及健康标志物（血糖、血脂、炎症指标等）等数据。

机器学习模型验证显示，肠道菌群可有效预测健康标志物（血糖、血脂、炎症指标等）和饮食指数，AUC值0.64-0.73，Spearman相关系数0.30-0.46，且在美英人群中具有一致性。

随后，作者在校正性别、年龄和BMI的情况下，计算了661种非稀有肠道微生物物种与37个健康指标的相关性，并对这些微生物进行打分排名，形成 “ZOE微生物组健康排名2025”榜单 。排名越靠前的微生物与健康标志物（如低BMI、正常血糖、低炎症水平）呈正相关，排名越靠后则与不良健康状态呈正相关。

在“ZOE微生物组健康排名2025”中排名前50的有利微生物中，包括已被证实具有积极作用的 Eubacterium siraeum （SGB4198）和 Faecalibacterium prausnitzii （SGB15317）， 但仍有很大一部分 (n =22)是未知微生物。

50种最不利微生物多为已培养且有明确分类标签的物种 ，包含此前已被证实与肠道炎症、代谢紊乱相关的 Ruminococcus gnavus 、 Flavonifractor plautii 等。

此外，作者还通过分析微生物与饮食健康度之间的关联，定义了一个 “ ZOE微生物组饮食排名2025 ”榜单 。作者采用5个通过问卷调查或App记录的饮食数据计算得到的指数来评估饮食健康程度。

饮食排名与健康排名高度一致，反映出饮食对微生物群的塑造作用。 不过在661个微生物中，仍有65个微生物排名存在巨大差异。这可能是由于某些细菌可以利用各种底物（包括不健康饮食的底物），并可在利用各种底物的同时释放具有保护或有助于健康的代谢产物。

比如， Harryflintia acetispora （SGB14838）同时与良好的代谢指标和不健康的饮食相关，而该微生物可以利用各种易得的单糖，并能产生抗炎的短链脂肪酸。

BMI虽然不是一个完美无瑕的健康指标，但却是一个应用广泛且易于获取的健康指标。因此作者基于 ZOE微生物组健康排名2025 ，对微生物的健康排名与BMI间的关系进行了分析。

结果显示，总体而言， 排名与BMI呈显著正相关，其中排名较前的有利物种与BMI呈负相关，而排名较后的不利物种与BMI呈正相关。

为验证推广这些关联，作者进一步对全球27个公共队列的5348名健康个体进行了评估，并根据BMI将受试者分成健康体重、超重和肥胖三组。结果显示，健康体重人群比肥胖人群平均多携带5.2种有利微生物，少携带1.95种不利微生物。

此外，作者还分析了饮食排名与BMI的关联性，发现两个榜单的关联信号相似，但饮食排名的关联强度较弱。

接着，作者利用25项公开可用的病例对照微生物组研究（共4816个样本，其中对照组n=2707，疾病组=2109），评估了“ZOE微生物组健康排名2025”中的微生物在对照组和疾病组之间是否存在差异，并对排名前50和倒数后50的物种进行了荟萃分析。

结果显示 ，疾病组的有利微生物显著低于对照组 （平均少3.6物种）， 不利微生物物种则更高 （平均多1 .6 个物种），并且有利微生物在对照组中贡献更大，其中2型糖尿病与排名的关联最强。

为了验证饮食改变对肠道微生物物种的存在和丰度影响，作者还分析了两项饮食干预研究ZOE METHOD和ZOE BIOME。ZOE METHOD纳入347名受试者。受试者被随机分配到个性化饮食干预组或美国农业部建议的一般饮食指导组（对照组）。ZOE BIOME队列纳入349名健康成年人，这些人被随机分配到益生元干预组（特定益生元混合物）、对照组（热量相同的面包丁）和益生菌组。

基于上述这两个队列的数据，作者分析了膳食干预对微生物的影响。ZOE METHOD试验的结果显示，个性化饮食干预组46种微生物发生显著变化，ZOE排名中的有利菌（如 Roseburia hominis 、 Agathobaculum butyriciproducens ，均为丁酸盐产生菌）丰度升高，而常规饮食组仅2种微生物变化。

ZOE BIOME试验显示益生元干预组57种微生物显著变化，包括双歧杆菌和丁酸盐产生菌丰度升高，不利菌（如 Dysosmobacter welbionis ）丰度降低；益生菌组和对照组变化不显著。

上述两项试验结果均显示， 饮食干预后，丰度升高的微生物多为排名靠前的物种，降低的多为排名靠后的物种，验证了ZOE榜单的实用性。

综上，该研究通过大规模跨人群分析，明确了肠道菌群在饮食与CMD之间的关联，并构建了两大微生物榜单，为精准营养和代谢疾病干预提供了可操作的工具。同时该研究还强调了未培养微生物的健康价值，提示肠道菌群的有利功能可能依赖于未被充分探索的类群，为微生物资源挖掘提供方向。

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09854-7

制版人： 十一

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