科研丨FOOD RES INT: 火龙果低聚糖对健康成人免疫、肠道微生物组及其代谢物的影响

编译：微科盟阿Z

编辑：微科盟居居、江舜尧。

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导读
健康食品广受欢迎，与健康息息相关。作者之前的研究表明，火龙果低聚糖(DFO)具有益生元活性，在模拟人类结肠系统中平衡肠道菌群，对大鼠的免疫系统有刺激作用。在人体试验中研究了DFO对免疫刺激、肠道微生物调节的影响以及肠道菌群与营养素的相关性。该临床研究是一项随机、双盲、安慰剂对照试验。共纳入了107名健康成人，分为3组，连续4周接受不同剂量的DFO(4 g/day和8 g/day)或安慰剂。每天摄入4g DFO可提高IgA水平，每天摄入8g DFO可显著促进双歧杆菌(Bifidobacteriumspp.，8.41%)和粪杆菌(Faecalibacterium，1.99%)的生长，减少有害细菌，尤其是大肠杆菌(8.44%)。此外，本研究探讨了肠道菌群与营养素摄入之间的关系，并观察到特定微生物群与特定宏量和微量营养素摄入量之间的显著相关性(p < 0.05)。健康成人DFO的潜在剂量为4 g/d，以提高IgA水平，8 g/d DFO可促进有益肠道菌群。

论文ID

原名：Effects of dragon fruit oligosaccharides on immunity, gut microbiome, and their metabolites in healthy adults-a randomized double-blind placebo controlled study

译名：火龙果低聚糖对健康成人免疫、肠道微生物组及其代谢物的影响

期刊：Food Research International

IF：8.1

发表时间：2023.3

通讯作者：Santad Wichienchot

通讯作者单位：泰国宋卡王子大学

DOI号：10.1016/j.foodres.2023.112657  

实验设计

结果与讨论

1平行和安慰剂对照干预

为了检测DFO对免疫反应、肠道菌群组成以及肠道菌群与营养素相关性的影响，我们进行了一项随机、双盲、平行组和安慰剂对照试验，试验持续4周，其中最后一周为洗脱期，试验共使用了三种不同的治疗方案，分别是4 g(剂量1)或8 g(剂量2)的DFO或安慰剂。共对213人进行了资格评估，其中96人不符合纳入标准，10人在第一天前退出。最终确定了107名健康成人进行随机分组(35名参与者分配到安慰剂组，36名参与者分配到剂量1组，36名参与者分配到剂量2组)。在试验期间没有参与者退出(图1)。

图1. CONSORT图显示了参与者接受火龙果低聚糖(DFO)剂量1和剂量2以及安慰剂的处理流程。    

人体测量学。各组之间的基线特征没有差异。与基线相比，干预4周后，DFO剂量1(每天4 g)的体重和BMI在组内发生了显著变化(p< 0.05)(表1)。体重和BMI的组内结果可能受到与宏量营养素摄入结果相关的较高碳水化合物消耗的影响。本研究每组的参与者主要是女性(77.12-83.33％女性，表1)。然而，所有三个组中男女的比例没有显著差异。

表1. 各处理组受试者的特征。

数据表示为平均值±SD。*基线与干预期相比，p < 0.05有显著差异。a，b火龙果低聚糖剂量1或2组与安慰剂组比较，p < 0.05有显著差异。

2免疫球蛋白A含量

在安慰剂对照设计中，评估DFO对服用剂量1或剂量2火龙果低聚糖或安慰剂的参与者在基线和干预期4周内免疫功能的影响。血清中的IgA含量如图2所示。在基线时，安慰剂、剂量1(4 g/day)和剂量2(8 g/day)组的IgA含量分别为230.43 mg/dL、242.22 mg/dL和250.19 mg/dL。接受测试物4周后，IgA含量分别为228.51 mg/dL、253.53 mg/dL和242.06 mg/dL。血清IgA含量在健康成人正常范围内(78-311 mg/dL)。有趣的是，服用剂量1 DFO(4 g/day)的参与者与基线相比，在连续4周的处理后显示出IgA水平显著(p< 0.05)升高(4.67%)，但与安慰剂相比没有显著增加(p < 0.05)。此外，与基线相比，服用剂量1(4 g/day)和剂量2 DFO (8 g/day)的女性IgA水平的增加(分别为73.33％和42.86％)高于男性(分别为50.00％和37.50％)(数据未显示)。女性和男性在免疫反应方面的差异可能与个体生理相关，包括细胞功能(摄氧量、氨基酸代谢和底物消耗)、日常活动和消费行为。本研究的结果得到了Klein等人的支持。他们报告称，成年男性和女性产生先天和适应性免疫反应的方式不同。这提高了疫苗的有效性，并导致女性比男性更快地清除体内的病原体。因此，女性的IgA水平可能高于男性

图2. 在基线和干预4周后免疫球蛋白A(IgA)的含量。数据表示为平均值±SD，*使用独立样本t检验比较基线和干预组间的差异，在统计学上具有显著性(p < 0.05)。

当使用合适的剂量时，益生元的前景是有效地降低代谢紊乱的风险。本研究旨在确定接受DFO剂量1(4 g/day)或剂量2(8 g/day)是否会改变免疫球蛋白A水平、肠道菌群及其代谢物(短链脂肪酸)以及肠道细菌与营养摄入之间的关系。与基线相比，接受DFO的参与者(特别是4 g/day剂量)的免疫系统受到了显著的刺激，表现为IgA水平明显增加，这与先前对喂食DFO的大鼠模型的研究一致，该研究表明DFO通过增加血液中的IgG和IgA水平刺激先天性免疫系统，而大鼠没有出现异常症状。此外，大鼠的血液生化指标都在正常范围内，表明DFO可安全食用。而且，通过医生检查和自我评估问卷监测DFO摄入对胃肠道症状的影响，采用7分制(0-6)：0 =无症状，1 =症状最少，2 =症状轻微，3 =症状中度，4 =症状严重，5 =症状非常严重，6 =症状最严重。布里斯托粪便量表用于表征排便(未显示数据)。没有发现参与者报告任何严重症状，也没有参与者出现腹泻(每天不超过三次大便或液态便)。任何胃肠道症状结局评分从基线到第4周的变化在不同组之间并无显著差异(p > 0.05)。在干预4周后，每天接受4 g和8 g DFO的参与者饱腹感增加。然而，所有症状的得分表明胃肠道症状的程度最轻(<1)。粪便特征用于评估外周胃肠道疾病的初始风险和发展为胃肠道疾病的风险。这与剂量范围为1.4-10 g/day的XOS和FOS的影响研究一致。没有严重的GI症状导致腹泻和GI疾病，但出现轻微的副作用，例如腹痛、打嗝和腹胀。一般建议膳食纤维的摄入量为25 g/day，但根据每个国家的建议而有所不同。过度摄入膳食纤维的副作用可能导致胃肠道症状的加重。免疫水平的变化可能与许多因素有关，包括胃肠道中受不同营养物质影响的微生物组成：据报道，某些营养素或生物活性化合物可以促进肠道菌群的生长。双歧杆菌(Bifidobacteria)和乳杆菌(Lactobacillus)可以通过肠道上皮细胞激活IgA、IgG、IgM或IgE来刺激免疫系统。食物或营养素与多种微生物有关，例如双歧杆菌、乳杆菌、一些梭菌属物种(Clostridium)、Prevotella和致病微生物。摄入含有营养素或生物活性化合物的膳食补充剂可以改变肠道菌群的平衡，从而建立强大的免疫系统。这可能会提高免疫力。

3营养状况

在本研究中，健康成人的营养素摄入主要集中在宏量和微量营养素。在基线和干预期间，参与者每周记录营养素的摄入量，为期4周。对于对照组，参与者接受安慰剂，而在剂量为1和2的治疗组中，参与者分别每天摄入4 g和8 g的DFO。表2中DFO对宏量营养素和膳食纤维摄入量的影响表明，参与者摄入的能量较少，尤其是那些每天摄入8 g DFO的参与者。参与者的平均能量摄入量为1216 Kcal/d，仅占泰国人膳食参考摄入量的60.8％，碳水化合物:蛋白质:脂肪的能量分布在正常范围内(分别为48.33％、20.33％和31.33％)；除了在基线时蛋白质摄入量超出了正常范围。尽管如此，在接受所有补充剂4周后，发现能量分布有所改变。

DFO对微量营养素摄入量的影响见表3。在这项研究中，两组的微量营养素和膳食纤维的摄入量都低于泰国的DRIs。只有一种营养素(钠)的摄入量高于泰国DRIs。对于一些微量营养素的摄入量，包括铁、钾、铜、镁、硒、锌、维生素A、硫胺素、核黄素、维生素B6、维生素B12或维生素C，在组内或组间都没有显著变化(数据未显示，p > 0.05)。研究开始时，两组之间烟酸的摄入有显著差异(p < 0.05)，但在接受补充剂4周后差异不显著。干预4周后，大多数微量营养素的摄入量仍低于泰国RDIs。尽管钠的摄入量仍高于泰国RDIs，但接受4或8 g/day DFO的参与者钠的摄入量减少了。

本研究还监测了接受安慰剂或4周连续服用DFO剂量1或剂量2的健康成人的宏量营养素和微量营养素的摄入量。基线时，安慰剂组的总蛋白质和动物蛋白质摄入量明显高于剂量2组(每天8 g DFO)，但剂量1组和剂量2组之间没有显著差异。干预4周后，安慰剂组脂肪、总蛋白质和动物蛋白的摄入量明显高于剂量1组和剂量2组。然而，在能量、碳水化合物或植物蛋白来源以及能量分配方面，组内或组间没有显著变化。研究发现，处理组间能量、碳水化合物、脂肪和蛋白质的变化在基线时和干预4周后无显著差异。泰国19-50岁成人的宏量营养素能量分布DRIs为45％-65％来自碳水化合物，10％-15％来自蛋白质，20％-35％来自脂肪。本研究发现，三组参与者从碳水化合物中获得总能量的47％-51％，从脂肪中获得29％-32％，这被认为处于正常范围，而参与者倾向于摄入高含量的蛋白质(19％-21％的能量来自蛋白质)。大多数时候，参与者摄取动物来源的蛋白质。过度摄入会增加患癌症的风险，尤其是食用红肉和加工肉制品。负面影响是由氨基酸引起的，当过量摄入时，氨基酸不会储存在体内，所以身体要么燃烧它们作为能量，要么将它们转化为碳水化合物和脂肪。蛋白质的摄入量不应超过每天总能量摄入量的15％。本研究中发现摄入膳食纤维不足是一个关键问题。本研究结果与之前的报告一致，该报告表明，20至50岁的泰国成年人，尤其是那些从事久坐职业的人，纤维和大多数微量营养素的摄入不足。微量营养素的膳食摄入量极低。男性和女性之间能量和宏量营养素摄入的差异随年龄和社会经济状况的变化而改变，表明需要专门的处理来优化男女在整个生命周期中的膳食行为。微量营养素是几乎所有代谢和发育过程所必需的，但在本研究的样本中发现摄入量不足。我们对微量营养素的研究结果显示，参与者接受DFO治疗4周后，钙、磷、钠和维生素E的摄入量发生了显著变化(p < 0.05)。在本研究中，健康成人的微量营养素摄入量低于建议水平，如钾、维生素E、镁、硒和锌，因此可能会增加营养缺乏导致疾病的风险。本研究发现泰国人的膳食纤维和抗氧化维生素(维生素E)摄入量不足，抗氧化剂缺乏会损害氧化状态，增加肥胖、癌症和胰岛素抵抗相关疾病的风险。此外，本研究表明，泰国人的钠摄入量似乎高于泰国RDIs (400-1450 mg/day)。本研究的参与者报告了每天钠摄入量为>1,900 mg，与Ivanovitch等人、Satheannoppakao等人的研究中报道的高钠摄入量类似。通常来说，泰国料理使用高盐调味料，如鱼露、蚝油、酱油、虾酱和食盐等，导致钠摄入量升高。同样，许多其他国家也存在钠摄入量过高的问题，需要开展公共卫生宣传活动以降低钠摄入量，因为有证据表明高钠摄入可能会导致许多疾病，如高血压、心血管疾病和慢性肾脏病(CKD)。

表2. 健康成人火龙果低聚糖(DFO)的宏量营养素摄入量。

表3. 健康成人火龙果低聚糖(DFO)的微量营养素摄入量。

4 肠道菌群及其代谢物

4.1 肠道菌群多样性分析

稀疏曲线在见图3，结果表明，随着reads数的增加，每个样本的曲线趋于平坦，表明测序数据量合适。多样性差异体现在微生物OTUs数量的初始增加和随后的上升。基线时，在安慰剂和剂量2 DFO组发现了300多个OTUs，但剂量1 DFO组发现了400多个OTUs。干预4周后，安慰剂组和剂量2 DFO组的数量增加，但剂量1 DFO组的数量下降。

图3. 稀释曲线。x轴显示每个样本的reads数，y轴显示观察到的物种(操作分类单元，OTUs)。图中的每条曲线代表在基线和干预4周后接受安慰剂(A)、剂量1(B)和剂量2(C) DFO的参与者的不同微生物组样本。

4.2 α多样性分析

三组的α多样性指数见表4。基线时，安慰剂组ACE和Chao指数分别为212.73±105.00和155.77±46.73。干预期间，安慰剂组ACE和Chao指数分别为197.90±74.88和171.41±52.13。在剂量水平1时，安慰剂组ACE和Chao指数分别为197.08±65.30和159.60±53.09。干预后，剂量水平1的ACE和Chao指数分别为329.23±81.34和273.66±56.67。结果表明，基线与DFO干预之间只有剂量水平1有显著差异(P= 0.001)。使用Wilcox检验评估各组基线和干预期α多样性指数的差异，结果显示只有剂量1 DFO组有显著性(p = 0.001)。

表4. 健康成人肠道菌群体α多样性指数的分析。

4.3 β多样性分析

使用基于加权UniFrac距离的主坐标分析(PCoA)比较接受安慰剂(A)、剂量1(B)和剂量2(C) DFO干预的参与者在干预前(基线)和干预后肠道微生物群的总体组成或差异，如图4所示。排序图显示，在基线和干预后样本之间没有分离，表明干预前后微生物群落没有差异。PCoA评分图显示，基线样本和干预后样本沿PCo1分离，分别占安慰剂、剂量1和剂量2 DFO干预组总变异的29%、30%和24%。基线样本和干预后样本沿PCo2分离，分别占安慰剂、剂量1和剂量2 DFO干预组总变异的17%、16%和17%。然而，这些结果显示，与干预4周后相比，基线时肠道微生物群明显聚集，两个DFO干预组的差异具有统计学意义(PERMANOVA 安慰剂，p = 0.5906；剂量1 DFO，p = 0.0203；剂量2 DFO，p = 0.0088)。

图4. 基于加权UniFrac距离度量的β多样性主坐标分析(PCoA)图。每张图代表接受安慰剂(A)、剂量1(B)和剂量2(C) DFO干预的参与者的不同微生物群样本。紫色和绿色的圆点分别代表干预前和干预后4周的样本。主坐标的百分比表示该坐标对样本差异的相对贡献。样本点之间的距离表示样本中肠道菌群的相似性。距离越近表示相似性越高，聚集在一起的样本由相似的微生物群组成。

4.4肠道菌群组成

在基线和干预4周后，对接受剂量1或2 DFO或安慰剂的参与者的微生物丰度组成(按属)进行评估(图5)。在第一组(安慰剂)中，有益微生物的比例增加，如图5A所示。在干预4周时，与基线相比，Bifidobacterium cateulatum和Bifidobacterium adolescentis分别增加了2.62%和2.52%。此外，在干预4周时，与基线相比，Faecalibacterium prausnitzii和Lactobacillus ruminis分别增加了2.06%和1.44%，而有害微生物如唾液链球菌(Streptococcus salivarius)和大肠杆菌(Escherichia coli)分别减少了0.93%和0.52%。Healey及其团队发现，在连续3周以16 g/天的剂量摄入麦芽糊精期间，肠道菌群没有显著变化。他们观察到双歧杆菌(Bifidobacterium)和普雷沃氏菌属(Prevotella)的比例减少，但乳杆菌属(Lactobacillus)和粪杆菌属(Faecalibacterium)的比例增加。这可能是因为麦芽糊精不被认为是一种益生元。 第二组DFO剂量为4 g/d(剂量水平1)，参与者体内微生物比例如图5B所示。研究发现，干预4周时，有益菌青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis)和Bifidobacterium catenulatum的比例分别比基线提高了1.40％和1.12％。粪杆菌属(Faecalibacterium)减少了6％，但乳杆菌(Lactobacillus)没有变化。

有害微生物的比例大部分下降，唾液链球菌(Streptococcus salivarius)和肺炎链球菌(Streptococcus pneumonia)分别减少了1.40％和1.03％。此外，产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)和Clostridium celatum分别减少1.62％和1.55％，大肠杆菌减少2.66%。 在其余接受DFO剂量为8 g/d(剂量水平2)的处理组中，参与者体内微生物的比例如图5C所示。结果发现，在剂量水平1时，有益微生物和有害微生物的总比例变化相似。有益微生物青春双歧杆菌、Bifidobacterium catenulatum和Faecalibacterium prausnitzii的比例分别增加了0.31％、9.74％和1.97％，而致病微生物唾液链球菌、脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)和大肠杆菌的比例则分别下降了3.27％、1.29％和8.43％。 阿克曼氏菌属(Akkermansia)是肠道中的一个相关属，研究表明它可以帮助调节肠粘膜层的厚度，减少代谢紊乱以及低度炎症。在本研究中，与基线相比，安慰剂处理结束时Akkermansia muciniphila增加了10.46%(占比从0.038增加到0.143)。然而，DFO剂量1和剂量2组在处理结束时与基线相比分别减少了0.25%和1.21%。在先前的离体培养研究中，只有FOS可以促进A. muciniphila的生长，而其他纤维/益生元(如低聚木糖、菊粉、低聚半乳糖、未改性马铃薯淀粉、甲基纤维素纤维、β-葡聚糖、低聚壳聚糖、半乳糖等)则不能。在一项动物研究中，证实了FOS可以增加A. muciniphila的比例。

此外，一些临床研究发现，在不同的患者/健康受试者中，FODMAP饮食(可发酵的低聚糖、二糖和单糖以及多元醇)与A. muciniphila的丰度呈正相关。然而，目前尚不清楚A. muciniphila的变化是否是由低聚糖类型和浓度的差异引起的。 有趣的是，普雷沃氏菌属(Prevotella)与高膳食纤维和碳水化合物摄入有关。该研究发现，在每天摄入4 g DFO的参与者中，该类群的比例从基线到处理结束(干预4周)增加了10.67％(从总比例的0.019增加到0.125)。同时，在每天摄入8 g DFO的处理组中，普雷沃氏菌数量略有增加(从总比例的0.018增加到0.022)。由此得出结论，每天摄入4 g DFO足以增加普雷沃氏菌的丰度。普雷沃氏菌是分解和发酵食物中复杂碳水化合物的有益微生物。此外，对肠道菌群的影响可能涉及其他膳食成分。与低纤维摄入(19 g/d)的志愿者相比，高纤维摄入(AXOS，25 g/d)的健康老年志愿者体内普雷沃氏菌的丰度更高。

考虑到营养素的特性如何影响微生物的生长，接受益生元的消费者的粪便样本中的重要益生菌发生了变化，如乳杆菌(Lactobacillus)、双歧杆菌(Bifidobacterium)、酵母菌(Saccharomyces)、肠球菌(Enterococcus)、链球菌(Streptococcus)、片球菌属(Pediococcus)、Leuconostoc、芽孢杆菌属(Bacillus)和粪杆菌属，以及有害微生物沙门氏菌(Salmonella)、克雷伯菌(Klebsiella)、产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)、空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)、肠炎沙门氏菌(Salmonella enteritidis)、大肠杆菌、Shigella、葡萄球菌和Yersinia等。在本研究中，所有处理都改变了粪便中微生物的比例。有趣的是，连续4周服用4或8 g/d的DFO不仅降低了有害微生物的比例，还促进了有益菌的生长。同样，与1.4 g/d剂量的低聚木糖(XOS)相比，连续8周服用2.8 g/d剂量XOS的健康成年志愿者有更多的双歧杆菌、拟杆菌和粪杆菌。Faecalibacterium prausnitzii是一种能够产生丁酸和具有抗炎活性的微生物，尤其在炎症性肠病(IBD)患者中发挥关键作用，并可作为人类的一般健康生物标志物。此外，一些动物模型的体内研究报告了DFO对肠道微生物组成的影响，其方式与本研究中观察到的相同。此外，还观察到DFO对小鼠肠道运动的改善，这有利于胃肠道系统的健康。本研究中DFO的微生物修饰类型表明了其维持肠道健康平衡的潜力，这可以通过增加有益细菌和减少有害细菌来证明。

图5. 连续4周服用安慰剂(A)、剂量1(B)和剂量2(C) DFO的参与者在干预前(基线)和干预后(Af)在属分类水平上的细菌群落的相对丰度。

4.5粪便SCFA含量

在干预前和干预4周后，对接受安慰剂、剂量1或剂量2 DFO的参与者的粪便样本中短链脂肪酸(SCFA)含量及其变化进行了评估。SCFA的水平在几乎所有情况下都有所降低。与安慰剂组相比，仅在乙酸和丙酸中观察到显著变化(不包括丁酸)，在干预结束后没有观察到显著变化。在基线时，8 g/day DFO处理的丁酸显著高于安慰剂和4 g/day DFO。与基线相比，接受安慰剂处理的参与者乙酸和丙酸分别降低了12.73％和15.99％，而丁酸增加了1.72%(不显著)。接受4g DFO(剂量水平1)的参与者与基线相比，乙酸、丙酸和丁酸的含量略有减少，分别为0.25％、0.32％和0.21％。接受8g DFO(剂量水平2)的参与者与基线相比，乙酸、丙酸和丁酸的含量分别减少了1.46%、3.07和3.51%。同样，XOS干预对健康成人粪便样本中的SCFAs没有显著影响。在该研究中，连续4周每天服用4 g DFO的参与者比其他组减少的SCFA生成量更少。在给药DFO后，所有组粪便中总SCFAs、乙酸、丙酸和丁酸的减少反映了结肠发酵能力的降低、产量的减少以及SCFAs吸收/代谢的增加。

DFO主要由果糖单体组成，类似于低聚果糖(FOS)，可以作为诱饵受体阻止病原微生物附着，并参与特定细菌(特别是益生菌)产生短链脂肪酸等有益物质。乙酸与肌肉生成系统有关。丙酸在人体能量生成系统中起着复杂的作用，它被运输到肝脏进行ATP合成，而丁酸则在结肠癌细胞分裂中得到利用，并具有抗结肠癌活性。它们在肠道生态系统中促进酸性环境(降低pH值)，从而阻止病原微生物的生长。当参与者接受低剂量的DFO时，处理会影响体内各种物质的变化，因为肠道菌群处于平衡状态。与基线相比，SCFA产量比率没有改变(乙酸、丙酸和丁酸的比例为30:35:35)。短链脂肪酸是多种肠道菌群发酵的产物，这些微生物包括有益微生物，如Clostridium clusters IV/XIVa，它们是产生短链脂肪酸的主要微生物群。这两组微生物都能产生这些代谢物。然而，不同类型的微生物和它们可以利用的营养物质之间存在特异性。这些微生物可以产生有用的物质，也可能产生潜在的毒性物质，如吲哚。例如，双歧杆菌和Roseburia/Eubacterium通过不同的途径产生丁酸。某些微生物也可以利用一些短链脂肪酸来产生其他短链脂肪酸，如Anaerostipes hadrus和Eubacterium hallii。甚至共生菌如Roseburia inulinivorans和Blautia也能够产生丙酸。此外，本研究观察到产生短链脂肪酸的主要微生物群包括梭菌属和布劳特氏菌属(Blautia)，它们在基线和处理结束时的比例一致，因此SCFAs浓度的变化很小。

表5. 健康成人粪便样本中的短链脂肪酸含量。

5健康成人肠道菌群与食物摄入的相关性

5.1肠道菌群与宏量营养素摄入的相关性

本研究评估了接受安慰剂物质、剂量1或剂量2 DFO的健康成年参与者的肠道微生物组与宏量营养素摄入之间的相关性。如图6所示，第一组接受安慰剂处理的参与者将肠道细菌与宏量营养素摄入相关联。在基线时，双歧杆菌和乳杆菌与植物蛋白质和糖显著正相关(p <0.05)。放线菌与总蛋白质显著负相关，普雷沃氏菌与碳水化合物和能量呈显著负相关。连续4周服用安慰剂后，Oribacterium和乳杆菌与糖呈正相关(p < 0.05)。第二组接受剂量1 DFO干预的参与者的肠道菌群与宏量营养素摄入的相关性如图7所示。在基线时，Clostridium spp.与植物碳水化合物和蛋白质显著正相关(p < 0.05)，而粪杆菌与动物蛋白质显著负相关(p < 0.05)。经过连续4周处理后，放线菌与能量和脂肪显著正相关，而肠杆菌科(Enterobacteriaceae)和乳杆菌与总蛋白和植物蛋白显著正相关(p< 0.05)。最后一组接受剂量2 DFO干预的参与者的肠道菌群与宏量营养素摄入的相关性如图8所示。在基线时，普雷沃氏菌和乳杆菌与糖、总蛋白显著正相关(p < 0.05)，而双歧杆菌和瘤胃球菌属(Ruminococcus)分别与糖和动物蛋白显著负相关(p < 0.05)。连续4周处理后，双歧杆菌和Oribacterium与碳水化合物和总蛋白分别显著正相关(p < 0.05)。

图6. 安慰剂组参与者的微生物群与宏量营养素摄入的相关性。图中圆圈的大小和颜色表示相关系数。蓝色表示正相关，红色表示负相关，*符号表示相关性显著(p < 0.05)。

图7. 接受剂量1 DFO干预的参与者的微生物群与宏量营养素摄入的相关性。图中圆圈的大小和颜色表示相关系数。蓝色表示正相关，红色表示负相关，*符号表示相关性显著(p < 0.05)。

图8. 接受剂量2 DFO干预的参与者的微生物群与宏量营养素摄入的相关性。图中圆圈的大小和颜色表示相关系数。蓝色表示正相关，红色表示负相关，*符号表示相关性显著(p < 0.05)。

5.2肠道菌群与微量营养素摄入的相关性

本研究评估了健康成人接受安慰剂物质、剂量1或剂量2 DFO的健康成年参与者的肠道微生物组与微量营养素摄入之间的相关性。在第一组中，参与者接受安慰剂物质，其肠道菌群与微量营养素摄入的相关性如图9所示。在基线时，发现拟杆菌和乳杆菌与核黄素呈显著正相关，双歧杆菌与植物铁和维生素A、核黄素显著正相关(p< 0.05)，Eubacterium与磷、视黄醛和维生素E显著正相关(p< 0.05)。经过连续4周的处理后，相关性不显著。在第二组中，参与者接受剂量1 DFO干预，其肠道菌群与微量营养素摄入的相关性如图10所示。在基线时，发现双歧杆菌与维生素E、梭菌属(Clostridium)与植酸盐和镁、毛螺菌属(Lachnospira)与以视黄醇形式的维生素A和维生素E显著正相关(p < 0.05)。相反，肠杆菌科和粪杆菌属与锌呈负相关(p< 0.05)。经过连续4周的处理后，发现放线菌与硫胺素和膳食纤维、双歧杆菌与钙、植酸盐和膳食纤维、布劳特氏菌属与植物铁、梭菌属与动物铁和维生素B12、肠杆菌科与铜、锌、硫胺素、烟酸和膳食纤维呈正相关(p < 0.05)；只有拟杆菌属与维生素A(以β-胡萝卜素的形式)显著负相关(p< 0.05)。在第三组中，参与者接受剂量2 DFO干预，其肠道菌群与微量营养素摄入的相关性如图11所示。在基线时，普雷沃氏菌与铁、维生素A(以β-胡萝卜素的形式)、硫胺素和维生素E显著正相关(p < 0.05)，Eubacterium与植物铁、维生素A(以β-胡萝卜素的形式)和硫胺素显著正相关(p < 0.05)。只有双歧杆菌与植酸盐呈显著负相关(p< 0.05)。经过连续4周的处理后，只有肠杆菌科与硫胺素显著正相关(p < 0.05)，而Dorea与动物铁显著负相关(p < 0.05)。

图9. 安慰剂组参与者的微生物群与微量营养素摄入的相关性。图中圆圈的大小和颜色代表相关系数。蓝色表示正相关，红色表示负相关，*表示相关性显著(p< 0.05)。    

图10. 接受剂量1 DFO干预的参与者的微生物群与微量营养素摄入的相关性。图中圆圈的大小和颜色代表相关系数。蓝色表示正相关，红色表示负相关，*表示相关性显著(p< 0.05)。    

图11. 接受剂量2 DFO干预的参与者的微生物群与微量营养素摄入之间的相关性。图中圆圈的大小和颜色表示相关系数。蓝色表示正相关，红色表示负相关，*表示相关性显著(p< 0.05)。

本研究是关于DFO对健康成人免疫和肠道健康影响的首项临床研究。然而，免疫和肠道菌群结果的局限性可能因个体而异，受到种族、基因、膳食摄入和生理条件等多种因素的影响，特别是肠道菌群的多样性。因此，结果可能在其他人群中有所不同。需要在临床2期和3期中对大量人群和免疫水平低下的患者进行进一步研究。    

结论

火龙果低聚糖的摄入引起免疫系统反应，特别是低剂量(4 g/day)的DFO会刺激免疫球蛋白A的含量。4 g/day和8 g/day的剂量水平均会改变肠道菌群组成，特别是减少了有害细菌的比例；特别是埃希氏菌和梭菌。此外，营养摄入表明，所有试验组的蛋白质摄入量均高于泰国RDIs，而大部分微量营养素均低于泰国RDIs，即使在接受8 g/day的DFO时也是如此。然而，补充DFO增加了本研究低纤维消费者的纤维摄入量。此外，肠道菌群与营养摄入之间的关系不仅体现在宏量营养素上，也体现在微量营养素上。在接受4 g/day DFO的参与者中，双歧杆菌主要与钙和膳食纤维摄入量有关。因此，根据本研究，健康成人的潜在剂量为4 g/day DFO，以提高血清IgA含量，8 g/day的剂量则可增加有益菌群(双歧杆菌和粪杆菌)。

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