科研丨Microbiome: 饮食对健康人群的肠道菌群和宿主脂质介质产生快速和不同的影响

编译：微科盟静候，编辑：微科盟居居、江舜尧。

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导读  

人体细胞或肠道菌群产生的生物活性脂质可能在健康和疾病中发挥重要作用。饮食摄入量是肠道菌群、短链脂肪酸(SCFAs)和支链脂肪酸(BCFAs)的产生以及宿主内源性大麻素组信号的关键决定因素，这些信号均与代谢疾病有关。本研究在健康参与者中进行，旨在确定导入饮食是否会影响宿主对短期饮食干预的反应。参与者接受了为期3天的MedDiet(地中海饮食)、反映加拿大平均饮食摄入量的13天导入对照CanDiet(加拿大饮食)，并再次接受连续3天的MedDiet。在每个饮食阶段结束时收集粪便和血液样本，以评估肠道菌群组成以及内源性大麻素组介质、SCFAs和BCFAs血浆水平的变化。本研究发现血浆内源性大麻素组介质、BCFAs和某些SCFAs对这两种饮食的反应有即时和可逆的调节。肠道菌群反应也很快，但在短暂的饮食ManDiet干预后，并非所有由CanDiet引起的变化都是可逆的。较高的初始微生物群多样性与短期饮食干预后微生物群调节减少有关。还观察到BCFAs和2-单酰基甘油与肠道菌群组成有许多且不同的相关性。饮食干预调节的几个类群以前与代谢紊乱有关，需要在观察性相关研究中控制近期饮食。综上所述，本研究表明参与肠道菌群和宿主代谢之间通信的脂质介质对饮食变化表现出快速反应，部分(但不是全部)微生物类群也是如此。导入饮食影响肠道微生物组和BCFAs，但不影响内源性大麻素对MedDiet的反应。较高的初始微生物组多样性有利于肠道菌群的稳定性，以应对饮食变化。这项研究强调了在将肠道微生物组与参与宿主代谢的脂质信号联系起来的研究中考虑先前饮食的重要性。  

论文ID

原名：The diet rapidly and differentially affects the gut microbiota and host lipid mediators in a healthy population

译名：饮食对健康人群的肠道菌群和宿主脂质介质产生快速和不同的影响

期刊：Microbiome

IF：16.837

发表时间：2023.2.11

通讯作者：Frédéric Raymond

通讯作者单位：加拿大拉瓦尔大学营养与功能食品研究所(INAF)

DOI号：10.1186/s40168-023-01469-2

实验设计

图1 研究设计示意图。  

结果

1. 短期饮食干预决定血脂介质

我们评估了在有和无CanDiet稳定期的情况下短期MedDiet饮食的干预效果(图2)。如预期的那样，与基线和CanDiet相比，MedDiet干预后血浆多不饱和脂肪酸浓度增加(图2A)。在MedDiet (V2和V4)后，几种eCBome介质增加，包括NAEs、DHEA和EPEA (图2B)以及2-MAGs、2-DHG和2-EPG(图2C)。BCFAs和SCFAs在第一次MedDiet干预后没有显著改变(图2D)。然而，丙酸、戊酸、异丁酸和异戊酸在CanDiet饮食后显著升高，然后在第二次MedDiet后下降。在MedDiet V2和V4时，生物活性脂类水平没有显著差异，但对后者的分析表明，稳定饮食提高了代谢物反应的再现性。总的来说，第二次MedDiet与CanDiet(V4/V3)之间以及CanDiet与第一次MedDiet(V3/V2)之间代谢物的倍数变化完全相反，表明饮食对这些代谢物有直接影响。总体而言，尽管在第二次MedDiet干预后，BCFAs的反应更强且变化更小，但导入饮食不影响生物活性脂类对MedDiet的反应，因为这些代谢物对饮食的短期变化有反应。

图2 血浆生物活性脂质对饮食干预的反应。

图显示了A 多不饱和脂肪酸(PUFAs)、内源性大麻素组介质类，B N-酰基乙醇胺(NAEs)，C 单酰基甘油(MAGs)和D 短链脂肪酸(SCFAs)和支链脂肪酸(BCFAs)的结果。该图表示MedDiet(V2) vs.基线(V1)(上图),CanDiet(V3)vs. MedDiet(V2)(中图)，以及MedDiet(V4) vs. CanDiet(V3)(下图)血浆脂质浓度log2比值的均值和标准误差。0处绘制的红线表示代谢物没有变化。显著性差异为p＜0.1 (.)、p＜0.05(*)、p＜0.01(**)和p＜0.001(***)。  

2. 肠道菌群在48小时内对饮食变化作出反应

我们还研究了在有和无CanDiet导入的情况下，粪便微生物组对短期MedDiet饮食干预的反应(图3)。饮食干预后，Simpson和Shannon微生物组多样性显著高于基线多样性。除Bacteroides(拟杆菌属)外，所有显著调节类群的基线相对丰度均低于5%。我们确定了微生物群反应的三种模式。首先，MedDiet干预导致与导入饮食无关的7个属可重复性增加：Bacteroides、Butyricoccus、Coprococcus.1、Lachnoclostridium、Lachnospiraceae(毛螺菌科)UCG 001、Parasutterella和Lachnospira(图3A)。其次，CanDiet以一种可被MedDiet可逆的方式调节属，包括Romboutsia、Ruminococcaceae UCG 004、Roseburia、Subdoligranulum和Collinsella(图3B)。第三，也是最重要的，经过CanDiet调节的类群在第二次MedDiet后并没有恢复到最初的相对丰度(图3C)。例如，在每个MedDiet干预期(V2, V4)结束时，Coprococcus 3和Ruminiclostridium 5的相对丰度存在显著差异。因此，在V4期，仍然观察到由CanDiet稳定期引起的这些类群的增加。同样，Ruminococcaceae NK4A214和Lactobacillus在CanDiet(V2, V3)的作用下显著降低，但在第二次MedDiet(V4)后没有恢复(图3C)。最后，未分类的Faecalibacterium UBA1819在整个研究过程中增加(图3D)。这些结果表明，肠道菌群在48小时内对MedDiet有反应，对于某些类群，2周的CanDiet影响了肠道菌群对MedDiet的反应。

图3 肠道菌群对饮食干预的反应。

显示了受饮食干预显著影响的微生物属的平均相对丰度和标准误差。A 由MedDiet增加的微生物群，B 被CanDiet以MedDiet可逆的方式调节的微生物属，C 被CanDiet调节并且不被MedDiet恢复的微生物属，D 其他。显著性差异为p＜0.1(.)、p＜0.05(*)、p＜0.01(**)和p＜0.001(***)。  

3. 菌群反应对饮食干预的个体间差异

众所周知，每个人的肠道微生物组都具有独特的特征，并且它们对饮食干预的反应可能不同。由于参与者的基线微生物群可能反映了他们的长期饮食或其他潜在条件，我们调查了微生物组组成的个体差异，以确定参与者的子集是否会对饮食干预产生特定反应。为此，我们使用多因素分析比较了微生物组的分布，将分类等级作为不同的变量组，然后对所得的方差分解进行层次聚类(图4)。样本根据饮食干预进行分组(卡方检验，P=0.003)(图4A)。事实上，在确定的5个主要类群中，两个类群在特定饮食中得到了富集。M2聚类与基线样本显著相关(7/14，p=0.04)，其微生物组多样性显著低于其他四个聚类(图4C)。M5聚类在MedDiet样品中富集(16/17, p=0.0003)。相比之下，M1聚类和M4聚类包含同一参与者三到四次测试，表明饮食对这些个体的微生物组调节有限。与其他聚类相比，这些参与者的微生物群似乎受饮食影响较小，而受个体间特征的影响更大。一个应用于生物活性脂质的类似方法显示聚类主要与饮食相关(图4D)。这些结果表明，尽管生物活性脂质主要与近期饮食组成有关，但个体微生物组可能对短期饮食干预有不同的反应。

图4 微生物组分类图谱聚类分析。

A, 个体微生物群特征的多因素分析的分层聚类。树状图显示了导致聚类之间差异的变量。B, 条形图显示了16个较丰富的微生物属的相对丰度。通过Simpson指数(1-D)测量微生物(C)和生物活性脂质(D)之间所有序列变异的微生物组α多样性。  

4. 微生物组对饮食的反应与初始微生物组的多样性有关

肠道菌群的多样性被认为与菌群的稳定性和恢复力有关。因此，我们调查了每位参与者每次检测时微生物组谱之间的欧氏距离是否与他们的基线微生物组指数(Simpson指数)相关。总体而言，微生物组调节与参与者的基线微生物组多样性呈负相关(图5A)。因此，具有较大初始微生物群多样性的个体之间的测试距离较小。这一发现支持了微生物组多样性与微生物组稳定性相关的假设，并且这一假设适用于饮食的短期变化。对血脂进行了类似的分析，但我们观察到微生物组多样性和代谢物谱与初始代谢组的距离之间没有显著相关性(图5B)。作为对照，我们调查了基线微生物组多样性是否与基线健康饮食指数(HEI)相关，但结果并非如此(p=0.26, Spearman)。此外，在FDR校正后，没有任何类群或代谢物与HEI显著相关。

图5 微生物组调节与初始微生物组多样性相关。

微生物谱(包括所有序列变异)(A)或脂质谱(B)在基线和每个参与者每次测试之间的欧氏距离与基线期的α多样性有关。每次测试绘制回归线。红色表示基线(V1)与第一次MedDiet(V2)之间的距离，黑色表示基线(V1)与CanDiet(V3)之间的距离，灰色表示基线(V1)与第二次MedDiet(V4)之间的距离。C，热图说明至少在一个样本中超过1%的肠道菌群属与在每次测试并结合四次测试时用Simpson指数(1-D)表示的所有序列变异计算的肠道菌群多样性之间的Spearman相关性。D, 热图说明血浆脂质浓度与在每次测试并结合四次测试时用Simpson指数(1-D)表示的所有序列变异计算的肠道微生物群多样性之间的Spearman相关性(FDR校正)。显著性为p＜0.1(.)、p＜0.05 (*)、p＜0.01 (**)和p＜0.001 (***)。  

5. 饮食、菌群多样性和生物活性脂类之间的动态关联

通过四次测试，并使用所有的数据评估微生物多样性与其他变量的相关性，研究了不同饮食下微生物组多样性、特定类群和血浆代谢物之间相互作用的稳定性。通过对众多分类群的不同测试，肠道菌群的种属始终与微生物多样性相关，这强调了微生物群组成和多样性之间关联的稳定性，即使发生饮食改变时也是如此(图5C)。这一普遍规律的一个明显的例外是Lachnoclostridium，它仅在CanDiet后与多样性呈负相关。在与基线微生物组多样性显著相关的属中，只有Lachnoclostridium和Lachnospira被饮食显著调节(图3)。在FDR校正后，没有发现微生物组多样性与血浆代谢物之间有显著相关性(图5D)。有趣的是，尽管没有统计学意义，但与MedDiets(V2、V4)相比，基线(V1)和CanDiet(V3)的代谢物和微生物组多样性之间的相关性更强。肠道菌群和血浆代谢物与微生物组多样性相关性之间的差异突出了血浆eCBome介质、SCFAs和BCFAs与饮食的动态关联，与本研究时间段内肠道细菌与微生物组多样性相关性的稳定性相反。

6. 2-MAGs和BCFAs与微生物组有明显的相关性

为了进一步研究肠道细菌和生物活性脂质之间的关系，我们建立了微生物属相对丰度和血浆代谢物浓度之间的相关网络(图6)。我们对该网络的第一个总体观察是，属于相同化学家族的脂质介质在该网络中被分组在一起，其中一个大型子网络与2-MAG有关，另一个与BCFAs有关。

在2-MAGs子网络中，Paraprevotella和Anaerostipes分别通过与2-AG、2-DHG、2-OG、2-LG和2-EPG呈正相关和负相关而发挥核心作用。这些2-MAGs与Intestinibacter、Catenibacterium、Romboutsia和Clostridium sensu stricto 1等类群呈正相关。Erysipelotrichaceae与2-AG、2-DPG和2-DHG呈负相关。有趣的是，与其他2-MAG相比，2-PG从子网络中独立出来，它与肠道菌群具有相反的关联。NAEs在相关网络中没有很高的连通性。

细菌与异丁酸、异戊酸和戊酸之间存在高度的共享连通性，其中相关性最显著的是与微生物组多样性呈负相关。戊酸、异丁酸和异戊酸的血浆水平受到饮食的显著调节，并且与同样受饮食调节的属(Lachnoclostridium、Coprococcus、Bacteroides和Butyricicoccus)相关。与丁酸盐或乙酸盐呈正相关的类群与BCFAs总体呈负相关。短链脂肪酸乙酸、丁酸和丙酸的血浆浓度与Akkermansia呈负相关。乙酸和丁酸盐的血浆水平不受饮食调节，并且与与饮食不相关的类群显著相关，这表明这些代谢物和相关微生物群的产生通常不受MedDiet短期饮食干预的影响。

总体而言，与eCBome介质相关的类群没有受到饮食的显著调节，也没有与微生物组多样性一致相关，这表明它们与eCBome调节的关系可能独立于这两个因素。与SCFAs和BCFAs相关的类群在不同饮食间被显著调节(图2)，其中一些类群与微生物群多样性相关，这表明饮食可能会影响这种关联。这些观察结果与通常由宿主产生的eCB及其同源物以及通常由微生物组产生的SCFAs/BCFAs的性质一致。

图6 微生物群和生物活性脂质之间的相关网络显示出与BCFAs和2-MAGs相关的不同聚类。

基于Spearman相关性，表示至少一个样本中超过1%的肠道菌群属与脂类之间的相关网络。虚线表示显著相关，p< 0.01，直线表示FDR后显著相关，p< 0.05。边缘的颜色表示正相关(蓝色)或负相关(红色)的强度。手绘彩色圆圈突出了按脂类划分分子的子网络。类群被包括在与它们具有最显著相关性的组中。如果两个或多个组之间存在联系，则不圈出属。  

讨论

本研究旨在通过控制饮食方案，在健康受试者中阐明导入饮食如何影响肠道微生物组和脂质介质对短期MedDiet的反应。它可以评估肠道菌群、eCBome以及短链和支链脂肪酸如何以动态方式适应饮食变化。本研究比较了MedDiet在具有不同基线饮食习惯的个体样本中的短期效果，以及在同一个体中，进行13天CanDiet稳定期后获得的效果。本研究的结果显示，两种MedDiet干预对血浆生物活性脂质的反应没有显著差异。实际上，对于PUFAs、MAGs、NAEs、SCFAs和BCFAs，与第一次MedDiet相比，CanDiet诱导的倍数变化与第二次MedDiet与CanDiet相比诱导的倍数变化几乎完全相反。然而，在CanDiet之后进行MedDiet干预后，对BCFAs的影响似乎更大，并受到变化较小的影响。eCBome脂质谱似乎主要由饮食摄入量决定，而不是导入饮食，这种影响是直接和一致的。然而，必须强调的是，这是在接受短期饮食干预的年轻健康队列中观察到的，而在患有代谢障碍或涉及这些脂类的其他疾病的个体中，情况可能不同。与生物活性脂类相比，微生物组的反应遵循特定的分类模式，一些细菌直接对短期饮食做出反应，而另一些则受到导入饮食的影响。因此，本文的主要发现是，在健康个体中，嵌入式饮食会显著且定性地影响特定微生物组细菌对48小时MedDiet干预的反应，但不影响宿主产生的某些生物活性脂类的反应。

初始微生物组α多样性与不同饮食之间的肠道微生物组调节高度相关，但与两次测试之间血浆代谢物的距离无关。本研究观察到，具有较高基线α多样性的微生物组对饮食干预的抵抗力更强，因此随着时间的推移也更稳定。其他研究也报道了多样性对抗生素反应的类似影响，以及微生物组不稳定性与代谢性疾病和其他疾病的关系。一个稳定的微生物群将更能抵抗干扰，从而抵御菌群失调。因此，微生物群的稳定性可能是解释肠道菌群多样性益处的因素之一。

在两次MedDiet之后，血浆中测量的脂质介质也进行了类似的调节，这表明饮食和血浆代谢物之间存在直接联系。与CanDiet相比，MedDiet中单酰甘油2-DHG、2-EPG和2-OG有所增加。这3种介质以及2-AG和2-LG与Paraprevotella呈正相关。与健康个体相比，T2D和DM前期患者中发现该种属丰度较低。在一项肥胖儿童和青少年代谢状态的研究中，Paraprevotella与血清IL-6呈正相关，IL-6是一种能够维持肠道稳态功能的促炎因子。众所周知，AEA或2-AG激活大麻素受体2 (CB2)可诱导IL-6分泌。事实上，已经发现了IL-6和2-AG之间存在正相关的趋势。我们观察到的Paraprevotella和2-MAG之间的正相关与之前的研究结果一致，同时也支持肠道菌群和内源性大麻素系统之间相互作用的假设。此外，2-MAG(2-AG、2-DPG和2-DHG)和PUFAs(AA和DPA)与Intestinibacter、Romboutsia或Clostridium sensu stricto 1呈正相关，这3种细菌与T2D患病率呈负相关。这些相关性与2-AG、2-DPG和2-DHG等不饱和长链2-MAGs的作用一致，因为它们可能通过激活CB2、TRPV1和其他靶点来增加胰岛素敏感性并减少葡萄糖不耐受。

与CanDiet相比，MedDiet中N-酰基乙醇胺DHEA、EPEA和OEA也显示有所增加。观察队列研究表明，2-DHG、2-EPG、DHEA和EPEA的水平与饮食中DHA或EPA的摄入量相关，我们也从当前的干预中观察到了这种关系，因为参与者基线和MedDiet之间的DHA和EPA不同。这些n-3 PUFA衍生的NAEs和2-MAGs已被证明具有抗炎作用，可能有利于代谢健康，因为已知它们可以激活受体，由于其促脂溶解、胰岛素敏感和肠促胰岛素样作用，被认为对代谢有益，包括PPARα、GPR119和TRPV1。同样，衍生于油酸(MedDiet干预措施中丰富的脂肪酸)的OEA和1-，2-OG(分别为NAE和2-MAG)的血浆浓度不受第一次MedDiet调节，而是被CanDiet降低，并在第二次MedDiet时恢复到初始水平。对于大多数参与者来说，在研究之前他们饮食中的油酸摄入量与CanDiet成分相似。与其他研究结果一致，棕榈酸衍生的NAE (PEA)和MAG(1，2-PG)对饮食没有明显的反应。在过去的研究中，PEA已被证明对饮食调节无反应，这可能是由于哺乳动物可以产生大量的新生棕榈酸来克服饮食变化。另一方面，1-2PG倾向于对来自多不饱和脂肪酸的NAEs和MAGs产生相反的反应，特别是在与微生物组的相关性方面(图6)。有趣的是，这种介质也能激活PPAR，其是肥胖个体服用A. muciniphila(嗜黏蛋白阿克曼菌)后血浆中增加的唯一eCBome信号。最后，需要强调的是衍生于花生四烯酸并可激活代谢综合征受体CB1以及抗炎受体CB2的两种内源性大麻素AEA和2-AG没有在MedDiet干预后显著增加。这一结果可以解释为MedDiet和CanDiet在花生四烯酸含量方面没有差异，分别为0.13g和0.14g。总的来说，被MedDiet正向调节的内源性大麻素和同源物被认为与对健康有有益影响的机制有关。相反，与MedDiet相比，CanDiet可以被视为西方饮食，在CanDiet之后，MUFA-和n-3 PUFA衍生的eCBome介质水平下降，可能在此类饮食模式的代谢负面影响中发挥作用。

由微生物群产生的脂肪酸，即SCFAs和BCFAs对饮食干预的反应不同。乙酸、丁酸和丙酸变化不大或根本没有变化。它们是由肠道菌群从碳水化合物发酵产生的最普遍的代谢物。由于与CanDiet相比，MedDiet含有更多的纤维，可以预期SCFAs的产生会增加。此外，Wang及其合作者的一项观察性研究表明，长期的地中海饮食模式与肠道微生物的影响有关，除其他功能外，还与SCFA产生相关。然而，尽管我们的短期饮食干预改变了微生物群，但组成个体肠道微生物的主要类群的存在和丰度得以维持，从而确保了代谢活动。事实上，我们研究队列中最丰富的两个属是已知的丁酸盐(Faecalibacterium)、乙酸盐和丙酸盐(Bacteroides)的产生者。这些类群的高比例可能会阻碍食物对SCFA的调节。至于BCFAs，异戊酸和异丁酸，它们来自支链(异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸)或芳香族氨基酸(酪氨酸和苯丙氨酸)的发酵，其中许多氨基酸被认为对肠道和代谢健康有害。因此，这些氨基酸在CanDiet中的含量比在MedDiet中要高得多。事实上，第一次MedDiet(V2)干预并未显著调节SCFAs和BCFAs，这表明在参与者的基线和MedDiet(V2)之间，产生SCFAs和BCFAs所需的食物是相当的。然而，在第一次MedDiet干预后，观察到CanDiet对BCFAs和戊酸的强烈影响，在第二次MedDiet(V4)干预后，这种效果被逆转。值得注意的是，我们在血浆(而非肠道)中测量了这些代谢物，因此我们的测量集成了肠道代谢物的产生、吸收和宿主代谢活动。尽管如此，图6显示BCFAs与肠道菌群高度相关，这表明微生物组在决定这些脂质介质的血浆浓度方面具有潜在作用。

特定的肠道微生物对短期MedDiet或CanDiet干预反应迅速。Bacteroides是由MedDiet调节的唯一一个平均相对丰度高于5%的属。Bacteroides包括潜在的有益物种，这些物种可以促进粘膜定植，加强肠道上皮屏障，并具有抗炎特性。所有其他调节类群的相对丰度都低于5%，这一观察结果与抗生素使用7天后的观察结果相似，这进一步支持了许多微生物群调节剂影响低丰度类群的观点。在MedDiet中增加的细菌属包括Butyricicoccus和Roseburia，它们与文献中的肥胖临床标志物呈负相关。以前的研究表明，Buryticicoccus在MedDiet干预4天后会有所增加，而本研究仅在2天后就表现出类似的效果。Roseburia已被证明会随着不可消化的碳水化合物而增加，支持了这些类群与饮食之间的直接联系，并且之前与2型糖尿病呈负相关。在本研究中，Romboutsia与肥胖呈正相关，并随着CanDiet的增加而增加。Subdoligranulum随着CanDiet的消耗而增加，并与BCFAs相关。先前的文献显示了关于该属的相反结果，表明其参与代谢紊乱可能是复杂的。然而，事实证明，其与A. muciniphila一样对健康有积极影响，因此，尽管其在2型糖尿病患者中富集，但与HOMA-IR呈负相关。有趣的是，Lachnospira和Coprococcus 2与EPA的循环水平呈正相关，PUFA是MedDiet的一个标志物。这两个类群之前被发现与美国一个大型队列中的MedDiet评分相关。因此，我们观察到类群和分子之间的密切相关性，这些分子与它们在代谢健康中的潜在作用是一致的，无论是有益的还是有害的。

经过48小时的MedDiet，除Lactobacillus和Ruminococcaceae NK4A214在第二次MedDiet后没有恢复外，由CanDiet诱导的许多变化都被逆转了，这一观察结果与富含动物蛋白的饮食呈负相关。Ruminococcaceae NK4A214也被证明与低HOMA-IR相关。CanDiet增加了Coprococcus 3，但第二次MedDiet并没有减少到最初的相对丰度。同样，在短暂的MedDiet干预后，仍然观察到由CanDiet诱导的Ruminiclostridium 5增加。Coprococcus 3的减少之前与肥胖率的减少有关。为期1年的MedDiet干预被证明可以减少该属，这表明2天的MedDiet不足以逆转14天CanDiet对该类群的影响。有趣的是，David等人发现2天的干预足以逆转5天动物性饮食干预的效果。虽然之前的研究表明，肠道菌群在饮食干预后会恢复到基线组成，但其他对小鼠的研究表明，在长期饮食干预后，这种变化可能是不可逆的，长期以低微生物获得的碳水化合物饮食的小鼠将永久丧失微生物多样性。

决定肠道菌群在长期饮食后恢复原状的能力的因素仍有待具体确定。由于特定的饮食与疾病有关，因此重要的是要了解饮食对肠道菌群的影响在多长时间后可以逆转，以避免有害饮食导致肠道菌群功能永久性中断。在本研究中，Lactobacillus、Ruminococcaceae NK4A214、Ruminiclostridium 5和Coprococcus 3对短期剧烈饮食变化的适应能力差，这可能与西方饮食对代谢健康相关风险的潜在持久影响有关。

本研究的一个局限性是使用了元分类方法，该方法不能提供肠道菌群与血浆代谢组之间关系的基因和功能解析。提供微生物组功能信息的方法将为肠道菌群、饮食和脂质介质之间相互作用的机制提供更精确的线索。同样重要的是，尽管这些结果确实有助于深入了解这些脂类、肠道菌群和饮食之间的潜在关系，但在这项对照临床研究中观察到的生物活性脂类和肠道菌群之间的相关性并不直接表明相关变量之间的因果关系。

本研究结果强调，在宿主常规饮食或短暂的完全控制饮食期后，48小时的MedDiet以同样的方式影响血浆eCBome介质，而血浆BCFA水平和粪便微生物群组成的反应因之前的饮食而不同。这种不同的反应使我们可以假设，最近的嵌入式饮食摄入除了可以通过量化血液中的BCFAs来评估其代谢功能外，还可能从质量上影响肠道菌群组成的短期反应。因此，至少在一般健康个体中，宿主循环eCBome信号的组成可能更多地取决于饮食，而不是肠道菌群的组成和功能。

结论

通过使用一个具有精确人体测量特征的队列中所有参与者所消耗的明确饮食，我们能够确定饮食诱导的微生物群及其一些相关代谢物的调节，以及一组日益重要的宿主脂质介质，从而深入研究独立于参与者常规饮食的微生物组和循环信号之间的相互作用。本研究结果表明，饮食以一种快速、直接和显著的方式影响微生物组和eCBome。然而，微生物和某些eCBome成员之间的相关性似乎与饮食没有直接关系，这证实了饮食和肠道菌群可能是eCBome信号的独立决定因素。相反，血浆BCFAs与饮食和肠道菌群明显相关，这表明它们的作用与这两个相关因素密切相关。事实上，2周的CanDiet对BCFAs的影响可以通过2天的MedDiet逆转，这表明一些潜在的有害健康的代谢物可以通过短期的饮食干预迅速改善。另一方面，为期2周的CanDiet对与代谢健康相关的特定微生物群属的负面影响并没有被2天的MedDiet逆转。参与者在饮食干预前几周的饮食在肠道微生物类群的反应中留下了痕迹。因此，这些结果表明了在研究肠道菌群时考虑参与者饮食习惯的重要性。通常，将肠道微生物类群与代谢物或饮食摄入联系起来的研究会出现相互矛盾的结果。肠道生态系统中微生物相互作用的复杂性，以及相关计算方法的局限性已被建议用来解释这种高度变异性。我们在队列中观察到的先前饮食的一些长期和短期饮食弹性效应强化了饮食是肠道菌群关联研究的一个混杂因素的假设。

总之，我们从这项研究中提出了几点重要信息。首先，短期饮食在决定微生物组组成和循环脂质介质方面发挥着至关重要的作用。其次，饮食干预的效果和成功可能取决于患者肠道菌群的初始多样性。最后，精心设计的全喂养期临床试验，旨在解决特定的假设，使研究更接近于提供机制见解。因此，研究微生物组或脂质介质在可由饮食调节的条件下的作用时，应:(1)在解释结果时考虑之前的短期饮食摄入量，因为它们可能是其观察结果的决定因素之一；或(2)尝试在饮食稳定阶段最大限度地减少该因素的影响。

然而，尽管本研究发现的几个因饮食变化而被调节的类群以前与代谢性疾病有关，但它们的作用可能主要与饮食无关的不确定性仍然存在，这也可能是因为我们在这项研究中招募了健康和年轻的个体。在这项研究中，使用一组健康年轻的个体为我们在非病理背景下研究饮食、肠道菌群和脂质介质之间的关系提供了关键信息。未来的研究应在患有不同代谢状况的队列中解决类似问题，以确定健康和非健康个体对短期饮食干预的反应是否具有可比性。这种实验方法将有助于从观察性的方法向临床机制研究过渡，并可能为开发新的代谢紊乱疗法开辟新的途径。