【原】关注我国人群营养膳食结构与肠道生态谱的变化规律，探索预防代谢综合征的新战略

丁钢强，张兵，常兵

中国疾病预防控制中心

营养与健康所　　　　

职业卫生与中毒控制所

　　代谢综合征（MS）已成为全球公认的公共卫生问题之一，膳食结构、肠道菌群与代谢综合征的发生互相关联，但三者之间内在关联的机制目前尚未清楚，膳食结构通过影响肠道菌群进而对代谢综合征发生发展的影响程度仍需进一步验证。世界上仅有的少数研究均限于动物模型和小样本人群，迫切需要进一步开展大样本、多中心的流行病学调查和研究。我国人口众多，膳食结构差异明显，可能存在对肠道菌群不同的影响和变化规律。探索代谢综合征患者在肠道微生物组成上的差异并研究发病机制，提出改善肠道菌群失调的营养膳食结构谱，促进代谢综合征防治措施创新发展，意义尤为重大。

---

　　代谢综合征是由遗传因素与环境因素共同参与，以中心性肥胖、高血压、糖耐量下降或2型糖尿病、血脂异常等为主要表现，以胰岛素抵抗为病理生理基础的，多种代谢性疾病合并出现的代谢紊乱症候群【1-3】，是严重威胁人类健康的公共卫生问题之一【4】。

　　1　我国人群代谢综合征发病明显升高

　　研究显示，代谢综合征患者心血管疾病发生的危险度是健康人群的2倍，患2型糖尿病的危险度是健康人群的5倍【5-6】，国际医学界把代谢综合征当做心血管疾病和2型糖尿病的早期检测指标【5，7】。

　　目前，我国代谢综合征的患病率逐年升高，发病年龄出现低龄化。2005年，35～59岁人群代谢综合征的患病率为16.5%，男、女性患病率分别为10.0%和23.3%【8】。2012年，成人高血压患病率为25.2%，糖尿病患病率为9.7%【9】。西方国家代谢综合征的患病率以及发病模式与我国并不相同。美国20岁以上人群的代谢综合征患病率为23.7%，其中男性24.0%，女性23.4%【10】。加拿大40～60岁人群的代谢综合征患病率为33.0%，其中男性35.0%，女性32.0%【11】。土耳其人群患病率20～29岁为3.6%，30～39岁为19.6%【12】。需注意的是，代谢综合征发生率和结局在不同人种和年龄中不同，且与经济发展、生活节奏、膳食结构、身体活动等有关。

　　2　膳食结构改变可能是代谢综合征高发的原因之一

　　膳食结构就是指膳食中各类食物的数量及其在膳食中所占比重，它主要由人体对营养素的生理需求和可获取的食物资源决定，同时还受饮食习惯、营养健康意识、社会、经济、文化和科学技术发展水平等因素影响。

　　《中国居民营养与慢性病状况报告（2015年）》显示，过去10年间，我国居民膳食结构发生明显变化，主要是：优质蛋白质摄入增加，脂肪摄入过多；蔬菜、水果摄入量略有下降；超重肥胖问题凸显，但粮谷类食物和总蛋白质摄入量变化不大【9】。同时，与膳食结构不合理有关的慢性非传染疾病如心血管疾病、脑血管疾病、恶性肿瘤等的患病率增高。

　　膳食结构与代谢综合征相关性的研究显示出，地中海膳食结构与代谢综合征的发生呈负相关【13-15】，西方膳食结构人群代谢综合征患病风险增加了18.0%【16】。说明较为健康的地中海膳食结构能预防代谢综合征发生，而高糖高脂饮食的西方膳食结构可以增加代谢综合征患病风险。然而，也有研究认为，膳食结构与代谢综合征的发生并无直接关系，韩国开展的膳食结构流行病学研究未见健康膳食模式与代谢综合征发病率之间存在显著统计学关联【17】。因此，尚需要更多地开展膳食结构与代谢综合征关系的研究，尤其需要探索我国不同地域居民膳食结构与代谢综合征之间的关系。

　　3　膳食结构改变肠道菌群可能是代谢综合征发病机制之一

　　膳食因素是影响肠道菌群最敏感的环境调控因素之一【18】，饮食习惯可以改变宿主肠道菌群的组成和功能，从而影响肠道粘膜的内稳态及相关疾病的发生发展，形成肠道微生态与宿主相互作用的复杂体系【19】。

　　关于膳食因素调控肠道菌群的研究显示，短时间膳食干预无法改变肠道菌群中微生物型【20】，但长期的膳食结构变化可导致多代不可逆的肠道菌群改变【21】，肠道菌群失调与肥胖以及相关代谢性疾病有关【22】。流行病调查证实，Ⅱ型糖尿病患者肠内有益菌数量减少，有害菌数量增群和有害菌群之间存在拮抗关系【23】。分析样本的基因序列可见，基因数或微生物多样性降低与炎症疾病的危险性升高和超重或肥胖的趋势增加有关【24】。

　　肠道菌群诱发代谢综合征的动物实验研究发现，高脂饮食会通过改变动物肠道菌群结构促进能量吸收【25-27】，并出现肥胖和胰岛素抵抗等代谢综合症症状【28-29】。人群干预研究表明，在限制脂肪和碳水化合物饮食后，肥胖患者体质量下降明显，肠道菌群结构发生改变【30】；采用中国传统食物全谷类和益生元饮食干预后，体质量减轻，肠道内双歧杆菌）增加，内毒素减少【31】。对肥胖妇女给予果聚糖饮食干预后，其体质量减轻，双歧杆菌增加【32】。提示通过调整膳食因素来改变肠道微生物结构及其代谢产物或许会是防治代谢综合征的一种便捷、经济、有效的新手段。而重建微生物群将是一种很有希望的治疗方法，膳食干预研究也为预防与治疗代谢综合征提供了新的思路【33】。但该类研究均限于小样本人群干预试验或动物模型研究，尚不足以反应不同膳食结构人群对代谢综合征发病的真实影响，尚需进一步开展大样本、多中心的膳食结构改变肠道菌群结构的研究。

　　4　膳食结构、肠道菌群诱发代谢综合征机制研究

　　在膳食结构、肠道菌群与代谢性疾病之间关联的研究中，还有很多问题需要探索：（1）各地膳食结构的差异与代谢综合征的关系；（2）宿主基因型与膳食结构哪个对肠道菌群的影响更大；（3）肠道菌群改变与疾病发生的时间顺序；（4）膳食结构、肠道菌群对代谢综合征发病的权重及其相互联系等。因此，需要在以下四个方面共同努力：（1）利用中国居民健康与营养调查数据，通过膳食能量与膳食结构评估人群膳食模式，对不同膳食结构人群与代谢综合征发病关系进行分析，探讨我国人群膳食模式的存在种类和特征；（2）运用16SrRNA序列分析技术，建立我国居民肠道菌群谱，并进一步阐明我国不同膳食结构与肠道菌群多样性的关系；（3）运用宏基因组测序方法建立代谢综合征肠道微生物基因序列库，分析肠道微生物与代谢综合征之间功能基因与代谢途径的关系，研究膳食结构通过改变肠道微生物群诱发代谢综合征可能的机制；（4）在掌握代谢综合征与膳食结构关系的基础上，探讨符合我国人群饮食习惯的膳食模式，提出具有预防代谢综合征的个性化的膳食指导方案，提高我国人群健康水平。

参考文献

1. Yun JE, Kimm H, Jo J, et al. Serum leptin is associated with metabolic syndrome in obese and nonobese Korean populations. Metabolism. 2010,59:424-429.

2. Lin CC, Lai MM, Li TC, et al. Relationship between serum retinol-binding protein 4 and visfatin and the metabolic syndrome. Diabetes Res Clin Pract. 2009;85:24-29.

3. Sattar N, McConnachie A, Shaper AG, et al. Can metabolic syndrome usefully predict cardiovascular disease and diabetes? Outcome data from two prospective studies. Lancet. 2008;371:1927-1935.

4. 李立明, 吕筠. 慢性非传染性疾病预防与控制策略新进展. 中国慢性病预防与控制. 2003;3:97-98.

5. Nesto RW. The relation of insulin resistance syndromes to risk of cardiovascular disease. Rev Cardiovasc Med. 2003;4(Suppl 6):S11-S18.

6. Grundy SM. Metabolic syndrome pandemic. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2008;28:629-636.

7. Alberti KG, Zimmet PZ. Should we dump the metabolic syndrome? BMJ. 2008;336:641.

8. 顾东风, Reynolds K, 杨文杰, 等. 中国成年人代谢综合征的患病率. 中华糖尿病杂志. 2005;13:181-186.

9. 俞美玲, 赵湘, 黄李春, 等. 专家解读《中国居民营养与慢性病状况报告(2015)》. 健康博览. 2015;8:4-10.

10. Ford ES, Giles WH, Dietz WH. Prevalence of the metabolic syndrome among US adults: findings from the third National Health and Nutrition Examination Survey. JAMA. 2002;287:356-359.

11. Dewailly E, Blanchet C, Gingras S, et al. Fish consumption and blood lipids in three ethnic groups of Quebec (Canada). Lipids. 2003;38:359-365.

12. Soysal A, Demiral Y, Soysal D, et al. The prevalence of metabolic syndrome among young adults in Izmir, Turkey. Anadolu Kardiyol Derg. 2005;5:196-201.

13. Tortosa A, Bes-Rastrollo M, Sanchez-Villegas A, et al. Mediterranean diet inversely associated with the incidence of metabolic syndrome: the SUN prospective cohort. Diabetes Care. 2007;30:2957-2959.

14. Kesse-Guyot E, Ahluwalia N, Lassale C, et al. Adherence to Mediterranean diet reduces the risk of metabolic syndrome: a 6-year prospective study. Nutr Metab Cardiovasc Dis. 2013;23:677-683.

15. Rumawas ME, Meigs JB, Dwyer JT, et al. Mediterranean-style dietary pattern, reduced risk of metabolic syndrome traits, and incidence in the Framingham Offspring Cohort. Am J Clin Nutr. 2009;90:1608-1614.

16. Lutsey PL, Steffen LM, Stevens J. Dietary intake and the development of the metabolic syndrome: the Atherosclerosis Risk in Communities study. Circulation. 2008;117:754-761.

17. Baik I, Lee M, Jun NR, et al. A healthy dietary pattern consisting of a variety of food choices is inversely associated with the development of metabolic syndrome. Nutr Res Pract. 2013;7:233-241.

18. Dugas LR, Fuller M, Gilbert J, et al. The obese gut microbiome across the epidemiologic transition. Emerg Themes Epidemiol. 2016;13:2.

19. 邓晓玲, 徐可树. 饮食结构对肠道微生态及NAFLD的影响. 医学新知杂志. 2015:274-276.

20. Wu GD, Chen J, Hoffmann C, et al. Linking long-term dietary patterns with gut microbial enterotypes. Science. 2011;334:105-108.

21. Sonnenburg ED, Smits SA, Tikhonov M, et al. Diet-induced extinctions in the gut microbiota compound over generations. Nature. 2016;529:212-215.

22. 尚婧晔, 余倩. 肠道菌群与2型糖尿病相关性的研究进展. 中国微生态学杂志. 2014;26:1471-1475.

23. Qin J, Li Y, Cai Z, et al. A metagenome-wide association study of gut microbiota in type 2 diabetes. Nature. 2012;490:55-60.

24. Arumugam M, Raes J, Pelletier E, et al. Enterotypes of the human gut microbiome. Nature. 2011;473:174-180.

25. Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA, et al. An obesityassociated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature. 2006;444:1027-1031.

26. Li M, Wang B, Zhang M, et al. Symbiotic gut microbes modulate human metabolic phenotypes. Proc Natl Acad Sci USA. 2008;105:2117-2122.

27. Turnbaugh PJ, Hamady M, Yatsunenko T, et al. A core gut microbiome in obese and lean twins. Nature. 2009;457:480-484.

28. Cani PD, Amar J, Iglesias MA, et al. Metabolic endotoxemia initiates obesity and insulin resistance. Diabetes. 2007;56:1761-1772.

29. Zhang X, Zhao Y, Zhang M, et al. Structural changes of gut microbiota during berberine-mediated prevention of obesity and insulin resistance in high-fat diet-fed rats. PLoS One. 2012;7:e42529.

30. Ley RE, Turnbaugh PJ, Klein S, et al. Microbial ecology: human gut microbes associated with obesity. Nature. 2006;444:1022-1023.

31. Xiao S, Fei N, Pang X, et al. A gut microbiota-targeted dietary intervention for amelioration of chronic inflammation underlying metabolic syndrome. FEMS Microbiol Ecol. 2014;87:357-367.

32. Salazar N, Dewulf EM, Neyrinck AM, et al. Inulin-type fructans modulate intestinal Bifidobacterium species populations and decrease fecal short-chain fatty acids in obese women. Clin Nutr. 2015;34:501-507.

33. McKenney PT, Pamer EG. From Hype to Hope : The gut microbiota in enteric infectious disease. Cell. 2015;163:1326-1332.

原文参见：营养学报. 2016;38(5):427-430.