克罗恩病（Crohn’s disease, CD）属于炎症性肠病（IBD）的一种，社会工业化与城市化发展使得居民饮食发生变化，进而促进CD发生。近期一项研究表明，饮食含有鱼、蔬菜、水果、纤维和乳制品的摄入可以预防CD，但过多摄入肉类、肉制品、脂肪和脂肪酸会增加CD发病风险。饮食通过影响肠道微生物及其相关代谢物、宿主屏障功能和黏膜免疫，在CD的发病机制中起着至关重要的作用。然而，日常摄入的食物与营养组成是复杂的，炎症性饮食对疾病条件下肠道菌群组成和功能的潜在作用尚未被探索。
2022年4月19日，中山大学附属第一医院陈旻湖教授、冯瑞博士及其研究团队在《Clinical Nutrition》（IF=7.643）杂志上在线发表题为Dietary inflammatory potential mediated gut microbiota and metabolite alterations in Crohn’s disease: A fire-new perspective的研究论文。作者筛选到130名未用药的受试者，通过宏基因组学与代谢组学分析，揭示了炎症性饮食与CD之间的关系，并探讨了炎症性饮食与肠道菌群/代谢物之间的关系，以阐明和促进对CD发病机制的深入理解。（麦特绘谱提供Q300全定量代谢组检测服务）
研究纳入285名健康受试者（HCs）和150名新诊断的CD患者，对其临床数据进行统计分析，并利用饮食炎症指数（Diet inflammatory index, DII）来评估HCs与CD患者饮食中的炎症风险，分析发现CD患者在确诊前一年的饮食具有潜在的促炎作用，即促炎饮食与CD风险和疾病活动度密切相关。随后，研究人员筛选到未服用任何药物的130名受试者，来分析肠道菌群在炎症性饮食情况下的作用，根据DII得分将这些受试者分为四组（Quartile 1~4），其中Quartile 4最具促炎作用，Quartile 1最具抗炎作用，进而分析这两组肠道微生物群的差异。Quartile 4中Escherichia coli, Bacteroides thetaiotaomicron, Morganella morganii等14个菌种丰度增加，而Quartile 1中Eubacterium hallii, Bacteroides dorei, Flavonifractor plautii显著富集。为避免疾病状态对炎症性饮食与微生物群或代谢物之间关系的干扰，排除CD患者再次分析了Quartile 1（HC-anti）和Quartile 4（HC-pro）中微生物群的概况和功能，HC-pro中Veillonella parvula, M. morganii, Prevotella lascolaii等10个物种丰度增加，而HC-anti中Coprococcus eutactus显著富集。此外，与HC-anti相比，HC-pro中微生物基因相关免疫系统RIG-I样受体(RLRs)信号通路的丰度增加，细菌侵袭上皮细胞的基因具有增加的趋势。
图1. 研究流程
进一步通过粪便代谢组分析炎症性饮食与代谢物之间的关系，其中6个代谢物在HC-pro组中显著上调，主要参与短链脂肪酸（SCFAs）合成和代谢相关的代谢通路。研究人员也分析了CD组与HCs组粪便代谢物与代谢通路的差异，表明较高的炎症饮食可能通过调节某些关键的代谢通路与CD有关，从而导致代谢稳态的破坏。血清代谢组分析显示，炎症饮食可能介导芳香族氨基酸合成与CD的代谢紊乱。最后利用 spearman相关系数分析基于DII的微生物组变化（M. morganii, V. parvula和 C. eutactus）与CD差异代谢物之间的关系，结果表明促炎饮食下代谢物的改变可能介导了CD发病机制中的宿主-微生物群相互作用。
图2. DII相关微生物类群与差异代谢物的相关性分析（a. 粪便代谢物；b. 血清代谢物）
综上，高DII饮食可能不仅是CD的一个风险因素，还可能与CD疾病活动度的增加有关。促炎饮食相关微生物M. morganii和V. parvula增加，以及与主要参与氨基酸代谢的差异代谢物相关的C. eutactus减少可能是CD的发病风险。不过，炎症性饮食在CD病理中的微生物机制仍需进一步研究。
中山大学附属第一医院消化内科陈旻湖教授、冯瑞教授为共同通讯作者，博士研究生田真壹、庄晓君助理研究员与营养科卓淑雨医生为共同第一作者。中山一院消化科IBD肠道微生态课题组致力于研究肠道菌群与代谢特征在疾病诊治及发病中的作用及机制。开展系列临床及基础研究，相关研究工作发表在Advance in Nutrition (2022)、Aliment Pharmacol Ther（2021）、Front Med.（2021）、Cell Death & Disease (2019)等学术期刊。
参考文献
Dietary inflammatory potential mediated gut microbiota and metabolite alterations in Crohn’s disease: A fire-new perspective. Clinical Nutrition. 2022.
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