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谷禾健康
菌群多样性
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关于菌群多样性，小伙伴们常会问到：
菌群多样性是如何形成的？
菌群多样性越高越好吗？
它与健康的关系如何？
该怎么去改善呢？
……
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本期推文就为大家统一解答这类问题。
本文要点
在了解前面问题之前。我们首先要明确，菌群多样性是什么？
首先，我们知道肠道微生物群代表了一个不断变化的生态系统。
为了便于理解，我们可以把肠道菌群比作一块草地，健康的肠道菌群包含多种菌群，它们之间相对平衡，就好比一块生长完好的草地，生长各种类型的草，整体和谐 ↓↓
一旦遇到疾病，药物等干扰之后，一些菌群被杀死，也就是说少了很多种类型的草，这块“草地”会逐渐变秃，甚至部分沦为荒漠 ↓↓
之后如果不加任何看管，没有很好得到恢复的话，部分菌群可能会野蛮生长，破坏了原有的平衡 ↓↓
以上，我们可以看到关于多样性的几个特点。
一个是种类：
成年人群中肠道菌群的种类参考范围在100~2000种，种类数量越多多样性越高。类比图1那样。
一个是均匀性：
即各个菌种的含量丰度较为均一，如果出现单一菌种占据绝大部分的情况，类比以上图3，那么多样性也不理想。
多样性的评估一般通过一个叫做香农-维纳多样性指数的指标来进行评估，计算公式为：
H=－∑（Pi）（log2Pi）
其中Pi为每个菌的占比例，值越大代表物种种类越多，均匀性也更好相应的多样性也越高。正常人群中香浓指数在2~9之间，一般大于3以上表明具有一定多样性。
肠道菌群多样性表现在：
微生态系统的稳定性，以及面对外界致病菌等入侵的抵御能力。
这要追溯到生命早期。
在胎儿发育和婴儿期，菌群多样性通常很低。
由于在生命的早期阶段，肠道含有氧气，此时肠道内的微生物大多是耐氧的。
随着不断发育，这些菌群开始逐渐被厌氧菌取代。肠道菌群的这种进化是迅速的。
研究表明，婴儿在出生后第一周，肠道内发现的病毒序列有56%，在第二周后就不存在了。
这种多样性在生命的前3个月继续迅速扩大，其中约95%的微生物随着时间的推移而保存下来。
婴儿的微生物群组成具有特征丰富的Akkermansia muciniphila、拟杆菌属、韦荣氏菌属、球状梭菌属和肉毒梭菌属等。肠道微生物多样性延迟与过敏、哮喘和营养不良有关。
肠道菌群变得稳定，微生物群落多样性随着年龄的增长而增加，直到它成为一个稳定的成年微生物群，主要由三个细菌门组成：
厚壁菌门
（Lachnospiraceae和ruminococaceae）
拟杆菌门
（拟杆菌科、Prevotellaceae和Rikenellaceae）
放线菌门
（双歧杆菌科和Coriobacteriaceae）
从出生到2.5岁的微生物群发育期可能非常关键，婴儿早期肠道微生物群的破坏可能会严重影响人类健康。
大约三岁时，儿童肠道微生物群的组成和多样性与成人最为相似。
在个体的整个生命过程中，它继续以更稳定、更慢的速度进化。
研究还发现，青春期之前儿童，肠道微生物群富含可能参与持续发育功能的菌群，如叶酸和维生素B12的合成方面也很丰富。
青少年微生物群，梭状芽胞杆菌属、双歧杆菌属的丰度显著高于成人。
健康成人肠道菌群以厚壁菌门和拟杆菌门为主，也包括较小比例的Verrucomicrobia、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)。
一般来说，老年微生物群的特点是微生物多样性下降，机会性病原体增多，双歧杆菌和拟杆菌显著减少，兼性厌氧菌、梭杆菌门、梭状芽胞杆菌和真细菌Eubacteria增加，产生短链脂肪酸菌群减少。衰老显著影响老年人微生物群的组成和功能。
是不是所有老人的肠道菌群多样性都会降低？
不是，长寿老人的肠道菌群多样性水平高。
研究人员检测了一群健康的长寿老人的肠道微生物组，来自中国四川都江堰市的长寿老人，包括“90-99岁”和“≥100岁”两个年龄段。
他们发现长寿人群的肠道菌群比年轻成年人的肠道菌群更多样化，这与传统观点相矛盾。
Kong F, et al., Gut Microbes, 2018
他们还发现了产短链脂肪酸菌在长寿老人中开始增加，例如梭状芽胞杆菌XIVa。
国内外研究结果一致
为了验证他们的发现，他们分析了来自一个意大利小组的独立数据集。
Kong F, et al., Gut Microbes, 2018
出现一致的结果：长寿的意大利人也比年轻的人群的肠道菌群多样化水平更高 。
庆幸的是，谷禾肠道菌群数据库中也有比较长寿的老人肠道菌群数据。
我们抽取其中一例相对较为健康的长寿老人的数据：
编号：083*****97 ，98岁（谷禾肠道菌群数据库）
可以看到肠道菌群多样性水平也是明显增高，与文献报道相符。大部分指标都处于正常水平。
那么，菌群多样性是不是仅随年龄的变化而变化呢？
不是的，我们会发现同一年龄层人群的多样性还是有差别的。也就是说除了年龄这个因素之外，肠道菌群变化与某些其他因素也存在关联。
下一章节我们逐一展开了解一下其他相关因素。
前一章节，我们发现年龄会影响菌群多样性变化，其他也可能是由遗传、饮食习惯、生活方式、生理变化、地理位置、药物等因素共同决定的。
▼ 遗传（双胞胎菌群特征相似）
研究发现，分开生活多年的同卵双胞胎在微生物特征上表现出高度的相似性，而生活在相同环境和饮食习惯相似的配偶则没有。
厚壁菌门、放线菌门、Tenericutes、Euryarchaeota的遗传性更强，而拟杆菌门的遗传性很低。
以上这些发现有力地证明，遗传因素在塑造肠道微生物群方面提供了强大的力量。
其他也有研究证实了猪、人和小鼠之间的遗传分类群和候选基因的功能类别的高度相似性，这表明宿主基因对哺乳动物肠道微生物群的影响机制相似。
▼ 地理位置（一方水土养一方人）
肠道菌群中每一个门的比例随着地理位置的变化而变化。这些可能是受到各种不同生活方式有关的大气、基因、饮食或其他因素影响。
在非洲农村布吉纳法索村的儿童（高纤维饮食，脂肪和动物蛋白含量低），马拉维和委内瑞拉的儿童和成人中富含普雷沃特菌，他们吃的主要是玉米、木薯和其他植物源性多糖。
研究表明，普氏杆菌与碳水化合物和单糖有关（在农业社会普遍存在）。
在西方国家，拟杆菌门与厚壁菌门的比例更高。
拟杆菌与长期饮食中，富含动物蛋白、几种氨基酸和饱和脂肪有关（在美国和欧洲普遍存在）；
西方国家，肠道菌群多样性的普遍减少，引发了人们的思考，更广泛人群中重要共生菌该如何维持？全球饮食趋势是否会导致有益菌群永久消失？
在发展中国家保持个体菌群（特别是在农业文化中），可能有助于保存人类微生物群中潜在的重要组成部分。
此外，特殊环境，如医院的ICU病房、更衣室等消毒严格的地方，也可能导致环境菌群多样性下降。
▼ 饮食 （调节菌群怎么离得开吃？）
都知道饮食对肠道微生物群的调节起着至关重要的作用，这其中可能起到有益的作用，也可能是有害的。
为什么要把婴儿单独拎出来讲呢？因为对他们来说，人生重要事儿就是吃吃睡睡，那么吃就占了很重要的一块。饮食可以说是塑造肠道菌群的关键驱动力。
婴儿早期，肠道微生物群富含与母乳中低聚糖消化有关的基因，后来，随着其他辅食的引入，富含与多糖和维生素代谢相关的基因。
母乳喂养的婴儿表现出放线菌的过度生长以及厚壁菌和变形菌的抑制。母乳中含有可被这些细菌有效代谢的低聚糖，导致短链脂肪酸增加，从而使免疫系统增加免疫球蛋白G的表达。
配方奶粉喂养的婴儿表现出梭菌、链球菌、拟杆菌和肠杆菌的增加。婴儿期后，肠道微生物群继续发展，饮食成为组织肠道微生物群结构、形状和多样性的主要关键。
日常强调的水果和蔬菜，在决定α多样性方面发挥了最重要的作用。研究发现α多样性或微生物丰富度与长期水果和蔬菜摄入呈正相关（p<0.05）。
膳食纤维的摄入对于保持肠道粘膜屏障功能的完整性至关重要。高纤维饮食可以改善2型糖尿病患者的血糖控制和促进更健康的代谢状况。
素食与健康、肠道菌群多样性的变化以及厚壁菌和拟杆菌的优势有关。
高蛋白质和高脂肪的饮食与大量耐胆汁的菌群有关，如拟杆菌、嗜胆汁菌和厚壁菌，以及对厚壁菌的抑制。不过需要注意的是，这种饮食习惯，可能会导致免疫力降低、感染易感性增加和代谢性疾病的发展。因此，减肥人士也需谨慎。
具体如何选择可见后面章节。
▼ 季节 （果蔬也有属于它们的生长季节）
食物供应的季节性变化的影响菌群多样性。
首先，初步研究将坦桑尼亚的哈扎狩猎采集人与城市化人进行了比较，结果与意大利城市居民相比，哈扎人的饮食富含复杂的多糖，并表现出更高水平的微生物多样性，表现为拟杆菌的比例较高。
后续宏基因组分析显示碳水化合物活性酶的富集，这与觅食、富含多糖的饮食一致。肠道微生物组保留的代谢复杂碳水化合物和蛋白质的功能潜力，可能是由于食物供应的季节性变化。
哈扎人肠道菌群在组成上，经历了与湿季和旱季同时发生的季节性循环，其中 Prevotellaceae 、 Spirochaetaceae 是 2 个最具季节性变化的菌群。Prevotellaceae 的比例在雨季下降，这与宏基因组中存在的碳水化合物活性酶显着减少有关，特别是植物碳水化合物。
另一项研究针对北达科他州的社区哈特派人群，他们的夏季饮食富含高纤维的新鲜水果和蔬菜。与冬季相比，北达科他州的夏季肠道微生物群与拟杆菌门的丰度显着增加相关，而放线菌和厚壁菌门的丰度相应减少。
当然，在城市化人群中并没有这种现象。
总的来说，研究城市化程度、地理位置和特定食物供应的全球饮食模式，有助于在宏观层面上形成全球肠道微生物群的巨大异质性。
▼ 生活方式 （除了吃还有什么能改变菌群？动！）
——运动锻炼
在人类研究中，运动增加了肠道菌群的多样性，与蛋白质摄入量和肌酸激酶水平呈正相关。
与非运动员相比，运动员的拟杆菌水平较低，厚壁菌数量较多。
对运动产生反应的细菌种类包括乳酸杆菌、双歧杆菌和阿克曼菌，而其他种类则有所减少，如变形杆菌、Turicibacter、Rikenellaceae.
此外，在运动的反应中，产短链脂肪酸菌（尤其产丁酸菌），如梭菌Clostridiales、罗斯氏菌Roseburia、毛螺菌科Lachnospiraceae、Erysipelotrichaceae增加，并在调节运动对宿主肠道菌群的影响中发挥重要作用。
运动增强丰富菌群的机制是什么？
涉及内部和外部因素。
【内】对耐力训练的内在适应，如血流量减少、组织缺氧和转运增加，会导致胃肠道的变化。
【外】运动型个体暴露于他们的环境生物圈中，遵循整体健康的生活方式，促进更丰富的微生物群。
与对照组相比，运动员表现出较低的炎症和改善的代谢标志物，并且运动与较低的慢性炎症导致的发病率降低有关。
有研究人员提出，运动可以作为一种治疗支持，可用于治疗与失调相关的疾病，如肥胖和其他一些胃肠道疾病。
关于运动详见：《运动如何影响肠道微生物群，如何正确运动》
《肠道微生物组如何影响运动能力，所谓的“精英肠道微生物组”真的存在吗？》
——吸烟
在戒烟的健康个体的粪便微生物群中也观察到显著的变化，包括厚壁菌门和放线菌门相对丰度的增加，拟杆菌门和变形菌门的减少。
研究证实，吸烟者和非吸烟者的口腔菌群存在显著差异。特别是在吸烟者的口腔中，卟啉单胞菌和奈瑟菌的繁殖增加，Gemella减少。
▼ 药物
抗生素的使用是一把双刃剑：它摧毁致病菌的同时，可能也伤害了有益菌，导致肠道微生物群失调，多样性大幅下降，并且需要一段时间才能恢复。
广谱抗生素导致厚壁菌门和拟杆菌门之间的不平衡。在治疗过程中，菌群整体多样性降低，这些细菌的丰度也降低。
微生物组组成的改变取决于抗生素类别、剂量、暴露时间、药理作用和目标细菌等。例如，连续两年服用克林霉素会导致肠道微生物群发生变化，而拟杆菌种类不会恢复。
在幽门螺杆菌治疗中使用克拉霉素会导致放线菌数量减少，而环丙沙星会导致治疗半年后仍未恢复的瘤胃球菌数量减少。
研究表明，氨苄青霉素、万古霉素、甲硝唑和新霉素具有长期的负面影响，可引起肠道菌群多样性的不可逆变化，从而增加宿主疾病的风险。
关于抗生素对菌群的影响详见：
《抗生素对微生物组及对人体健康的影响》
《细菌感染和抗生素使用》
《细菌的天敌抗生素，如何用好这把救命的双刃剑？》
其他药物也会降低菌群多样性，如治疗胃溃疡和反酸的质子泵类药物也会导致菌群多样性降低。
以上是常见的菌群多样性的决定因素，那么菌群多样性是如何对身体产生影响的？下一章节我们探讨这部分内容。
微生物组的多样性和平衡在人类健康中发挥着重要作用。
▼ 消化系统疾病
以IBD为例。
在 IBD 患者中，肠道菌群的多样性减少，这主要是由于厚壁菌门的多样性减少。在厚壁菌中，梭菌减少，尤其是普拉梭菌，普拉梭菌是产丁酸盐的菌群之一。这些菌群少了，产出来的丁酸盐就少，丁酸有什么用呢？
它能对肠道防御机制具有多阶段调节作用，包括通过促进肠上皮中的紧密连接蛋白保护肠粘膜屏障，支持先天性和适应性免疫反应，刺激成熟的结肠细胞，抑制未分化的恶性细胞和干细胞，通过降低环氧合酶-2（COX-2）水平抑制氧化应激，并通过诱导过氧化氢酶，改善过氧化氢（H2O2）的解毒作用。
丁酸也能刺激芳香烃受体（AhR）、GPR41和GPR109A受体，并抑制不同细胞类型的HDAC，从而稳定肠道屏障功能并减少炎症过程。
丁酸少了，肠道屏障可能受损，炎症反应增加，就会出现IBD等肠道疾病。
在克罗恩病（CD）、肠易激综合征（IBS）等消化系统疾病中，无论是否伴有腹泻和结直肠癌，都会持续观察到多样性降低。
乳糜泻患者的十二指肠相关微生物群多样性也不太理想。
艰难梭菌结肠炎复发的危险因素之一就是多样性降低。
扩展阅读：
《深度解析 | 炎症，肠道菌群以及抗炎饮食》
《炎症性肠病中宿主与微生物群的相互作用》
▼ 神经系统疾病
目前越来越多的研究表明，在抑郁症、帕金森病 、阿尔茨海默病等神经系统疾病中，肠道菌群多样性减少。
抑郁症、帕金森病和AD患者肠道菌群的变化
MU Xin et al., Chinese Pharmacological Bulletin 2019
扩展阅读：《肠道微生物组在人类神经系统疾病中的作用》
《最新研究速递 | 柳叶刀：肠道微生物群在神经系统疾病中的作用》
《深度解读 | 肠道菌群和中枢神经系统的关系》
▼ 癌症
以乳腺癌为例。
乳腺癌患者多样性减少。一项基于人群的病例对照试验研究中，调查了绝经后妇女的粪便微生物群与乳腺癌之间的关系。发现与对照组患者相比，病例患者的微生物群组成显着改变（β-多样性，P = 0.006）和较低的α-多样性（P = 0.004）。
肠道菌群失调可诱发慢性炎症，因此有可能影响乳腺癌的发展。
扩展阅读：《肠道微生物群与五种癌症的相互作用：致癌 -> 治疗 -> 预后》
《结直肠癌防治新策略——微生物群》
《“隐藏高手” 胰腺癌的新出路——微生物》
《肺癌最新研究进展，与肠肺微生物息息相关》
《深度解析 | 肠道菌群与慢性肝病，肝癌》
▼ 代谢类疾病
肥胖
一般来说，肥胖个体的微生物多样性低于瘦的个体。饮食干预可以改善微生物的丰富度和相关的临床表型，例如改善代谢和炎症状态。
扩展阅读：《体重增长：目前为止我们所知道的一切（更新你的减肥工具箱）》
糖尿病
1 型糖尿病患者的肠道微生物群，高水平的拟杆菌，大量产生乳酸和丁酸的细菌以及细菌功能多样性降低。
2型糖尿病前期，菌群多样性就已经存在下降趋势。
扩展阅读：《2型糖尿病如何做到可防可控？肠道菌群发挥重要作用》
▼ 儿童发育
对来自孟加拉国的营养不良儿童和营养良好的健康儿童的肠道微生物群进行了横向比较研究，结果发现，营养不良儿童微生物群的多样性显著降低。
扩展阅读：《生命早期营养不良和微生物群影响大脑发育和行为》
《真实案例 | 儿童发育迟缓肠道菌群检测的应用》
《发育迟缓/营养不良不容忽视，问题很有可能在肠道》
▼ 心脑血管疾病
高血压个体的肠道微生物多样性减少，厚壁菌门/拟杆菌门比率增加。
扩展阅读：《认识肠道微生物及其与高血压的关系》
《饮食-肠道微生物群对心血管疾病的相互作用》
▼ 免疫系统疾病
以过敏为例。
在出生第一年甚至更早的时候，饮食多样性可能对预防过敏产生积极影响。早期接触多种食物抗原可能会促进免疫耐受的发展。
扩展阅读：《婴幼儿过敏有望改善，与肠道菌群密切相关》
《生命早期微生物接触和过敏风险：如何预防》
《微生物群对三大过敏性疾病发展的影响》
▼ 睡眠
人类肠道微生物群可以通过脑-肠道微生物群轴影响健康。
一项研究使用活动描记术量化睡眠测量，并结合肠道菌群采样，以确定肠道菌群与各种睡眠生理测量之间的相关性。测量了免疫系统生物标记物，并进行了神经行为评估，因为这些变量可能会改变睡眠和肠道菌群组成之间的关系。
总微生物组多样性与睡眠效率、总睡眠时间的增加呈正相关，睡眠越好，肠道菌群多样性越丰富，与睡眠开始后的觉醒呈负相关。
总微生物组多样性与IL-6之间存在正相关。微生物组分分析显示，拟杆菌和厚壁菌门内的丰富性与睡眠效率、IL-6浓度和抽象思维呈正相关。研究人员也发现了几个分类群（Lachnospiraceae, Corynebacterium, Blautia）与睡眠指标呈负相关。
肠道菌群多样性高有助于减轻压力，改善睡眠。
扩展阅读：
《肠道菌群与睡眠：双向调节》
《深度解析|睡眠健康与肠道健康之间的双向联系》
以上是菌群多样性与疾病的关联，了解这些我们可以有针对性地去改善菌群多样性。
我们在实际检测中会发现有这样一种情况：
多样性指标虽然很高，但是整体看起来健康总分并不理想。甚至还有很多慢性疾病风险，这是为什么呢？
这种情况可能是核心菌群丰度不够，核心菌群在代谢、免疫等方面都发挥重要作用，一旦核心菌群丰度下降，则可能造成外源物质侵入。感染、旅行等可能会出现这种情况。
如果发现肠道菌群检测报告中多样性很低，该如何判别具体情况，这要看以下几种情况：
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总的来说，在一定范围内，更高的多样性通常代表饮食更加丰富多样，同时也意味着更健康的身体状况。
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一个健康、有弹性的肠道微生物群依赖于高丰富性和生物多样性，也就是说，当你的肠道菌群多样性相对较高时，会更强大、更稳定。
就好比你拥有一支队伍，有很多不同类型的、不同专长的人可供你使用时，整体的能力就会很强大。
前面我们已经知道，菌群多样性的各种决定因素，例如，饮食、年龄、遗传、环境等。
多样性低不代表一定有疾病，但是更容易受到饮食，环境或疾病的影响，包括更易发生水土不服或更容易因饮食不洁导致腹泻等。菌群多样性低可能是肠道菌群不健康不稳定的一种表现形式。
当然，也不能过度追求菌群多样性高。
随着对饮食-微生物组-健康轴的理解逐渐加深，最近创造了个词叫“食品药学”，即“食品作为药物”的概念逐渐得到推广，基于个体微生物组特征的“食物疗法”的个性化得到越来越多的关注。
饮食干预引起的改变可能在几周甚至几天就会发生。对调节肠道菌群而言，饮食调节是一个非常重要且纯天然的方式。那到底该吃什么？如何吃？
我们可以从食物种类，饮食结构，饮食质量等多个角度去优化日常饮食，从而调节菌群。
✔ 食物种类：
膳食纤维是饮食中的重要组成部分，分为不溶性（抗发酵）或可溶性（可被肠道微生物群代谢），例如益生元纤维菊粉，在结肠中它被肠道微生物群发酵成短链脂肪酸：乙酸盐、丁酸盐、和丙酸盐。
食用膳食纤维时，各种菌群可以利用这些膳食纤维作为基质，扩大其种群，从而增加微生物组的总体多样性。
许多住在结肠和盲肠内的厌氧细菌，依赖于复杂碳水化合物的代谢来产生短链脂肪酸，短链脂肪酸是肠粘膜的重要能量来源，在宿主代谢、免疫功能和细胞增殖中发挥关键作用。
丁酸盐是肠道中一种丰富的短链脂肪酸，在结肠癌中起着复杂的作用，如最近的两项临床前研究所示，丁酸盐似乎是浓度和环境依赖性的。丁酸盐可以抑制肿瘤的发生，因为丁酸盐受体Grp109a缺乏的小鼠增加了炎症刺激或APC突变促进的肿瘤发生，并且通过Grp109a的信号传导抑制了这些刺激诱导的肿瘤发生。
▸ 富含膳食纤维的食物在哪里？
膳食纤维可以在各种水果、蔬菜、坚果、种子、豆类和谷类中找到。
吃洗过的生水果和蔬菜，这些水果和蔬菜含有环境微生物（如果难以消化生蔬菜，可以榨汁），包括益生元，以促进多样化的微生物群，不要只吃某一种蔬菜或水果。
▸ 足量的膳食纤维该吃多少？
推荐的纤维摄入量（充足摄入 克/天）
▸ 具体哪些水果蔬菜中的富含膳食纤维？
各类水果蔬菜中每标准份量膳食纤维的含量及热量
数据来源：U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service. FoodData Central
同时，水果蔬菜里面一般富含多酚，多酚可以塑造肠道细菌的组成。
Vemana Gowd, et al.,Trends in Food Science & Technology, 2019
白藜芦醇
食用白藜芦醇可减轻结肠炎小鼠模型中的炎症状态并恢复微生物群多样性。
新的证据表明，红酒中的白藜芦醇能通过支持短链脂肪酸的产生来预防阿尔茨海默病 (AD)，短链脂肪酸会干扰有毒的 β-淀粉样蛋白聚集体形成。在AD背景下，白藜芦醇的消耗与较高比例的有益菌有关，例如 F. prausnitzii、Akkermansia 物种和具有脑抗炎特性的产丁酸盐细菌。
姜黄素
姜黄素能够部分逆转多样性的变化 肠道微生物群，增加 F/B 比并降低 Anaerotruncus 和 Helicobacter 属的丰度。
已证明，姜黄素治疗降低了在癌症患者中发现的与癌症相关的菌群丰度（例如普氏菌属、冠状杆菌属和瘤胃球菌属）。
富含多酚的食物包括：
此外，饮食中添加全麦大麦、糙米或这两种的混合物会增加菌群多样性。
发酵食品是益生菌的另一个重要来源。
2021 年 7 月的《细胞》杂志上，健康成年人被分为两组，21人食用水果、全谷物、豆类、蔬菜、坚果和种子等高纤维食品，18人食用发酵食品。
在试验前的三周、指定饮食后的10周内，以及研究结束后的四周内，当参与者想吃什么就吃什么时，从受试者身上收集粪便样本。还采集了血液样本以测量炎症和免疫功能。
结果发现食用发酵食品的人，除了增加肠道微生物群的多样性外，同时对四种免疫细胞的激活程度较低，包括IL-6在内的几种炎症蛋白水平也降低。
然而，在大多数情况下，发酵食品对我们肠道微生物群的改变是暂时的，因此，持续摄入发酵食品更有利于对于维持高水平的有益菌。
▸ 发酵食物有哪些？
坚果（尤其是核桃）对健康有益，食用坚果可以降低血脂水平。核桃如何改变菌群？
在一项随机对照试验（交叉设计）中，96名健康参与者接受了为期8周的富含核桃的饮食，然后改用无坚果饮食。第二组98名参与者按相反顺序遵循饮食模式，收集粪便样本做16S rRNA测序分析。
在α多样性方面没有发现差异，但在β多样性方面，观察到核桃和对照组的明显聚集，也就是说，他们的菌群发生明显变化。
与对照饮食相比，核桃饮食仅解释了观察到的差异的5%左右。在核桃组，与对照组相比，瘤胃球菌Ruminococcaceae和双歧杆菌的丰度显著增加，同时梭状芽孢杆菌属簇XIVa物种的数量减少。
因此，摄入核桃可能会促进肠道微生物群向潜在的益生菌和产短链脂肪酸菌群的组成转变。核桃含有丰富的多酚和n-3 脂肪酸，这两种脂肪酸都具有益生元特性。
以上是各类食物对菌群多样性的影响。那么这些食物如何搭配在一起可以对菌群产生更好的影响？
这就涉及到日常饮食结构。
以现代地中海饮食金字塔为代表的高品质饮食，包括大量食用水果和蔬菜、豆类、坚果和全麦，适量橄榄油、鱼、家禽和酒，尽可能少吃红肉、糖果和加工肉类等食品。
坚持地中海饮食与降低疾病风险和改变微生物多样性有关。
地中海饮食评分与拟杆菌、普氏杆菌丰度较高呈正相关，与双歧杆菌/大肠杆菌的比例、粪便丙酸盐和丁酸盐浓度较高呈正相关。
地中海饮食中存在的典型食物成分与肠道微生物群中特定菌株的存在相关。
例如，全谷物与双歧杆菌、粪杆菌、 Tenericutes、Dorea的存在有关。橄榄油和红酒的食用量与Faecalibacterium的存在有关，蔬菜的食用量与Rikenellaceae, Dorea, Alistipes Ruminococcus存在有关，豆类与Coprococcus的存在有关。同一作者还观察到饮食中的多酚含量（通常在地中海饮食中较高）与特定梭菌（XIVa）和粪杆菌簇的存在之间存在相关性，这些梭菌簇能够合成丁酸，可能具有抗炎作用（如Akkermansia，也更多地与地中海饮食相关）。
doi: 10.3390/nu13010007
地中海饮食它没有指定份量大小或具体数量。由每个人根据自身情况设定每餐吃多少，大致比例参考以上金字塔。
目前认为的健康的饮食结构越来越偏向于，强调植物性食物和少吃红肉的饮食。
在地中海饮食结构中，我们可以看到，这类饮食结构的特点是：水果、蔬菜、高纤维食物类占比较多。
大多数研究表明，以植物为基础的饮食可以促进微生物的多样性。与杂食动物相比，纯素食者和素食者菌群具有显着更高的 α 多样性，也就是丰富度。
健康的植物性食物会影响肠道微生物的多样性和组成，包括产丁酸菌的富集，例如：
Roseburia hominis
Agathobaculum butyriciproducens
普氏粪杆菌Faecalibacterium prausnitzii
厌氧菌Anaerostipes hadrus
一些研究表明，高纤维饮食可以降低体重增加的风险。高纤维饮食随后有助于形成高度多样的微生物群。
高纤维饮食的摄入会降低饮食的能量密度，从而导致体内的短链脂肪酸促进体内更高水平的糖异生。这会导致肠促胰岛素的形成，从而使人更快、更长时间地拥有饱腹感。
地中海饮食与肠道菌群生长之间的相关性
doi: 10.3390/nu13010007
此外，我们看到，地中海饮食结构中红肉类，加工肉类等是需要少吃，那么脂肪是否足够？能不能满足人体需求？
不必担心，地中海饮食中含有大量植物脂肪，这些脂肪来自橄榄油（主要是特级初榨橄榄油）和坚果，它们属于高脂肪能量密集型。
★ 地中海饮食中含有优质脂肪
榛子、 杏仁、夏威夷果、开心果、腰果等，都是单不饱和脂肪酸的重要来源。此外，核桃、碧根果和夏威夷果还富含植物性ω-3脂肪酸。核桃中的ω-3脂肪酸与ω-6脂肪酸的比例极好。
研究表明这些脂肪源与健康代谢状况直接相关，对改善大脑健康、消减炎症、降低各种原因的死亡风险和预防心脏病等有明显的作用，主要归因于它们的特定脂肪成分和生物活性分子含量。
ω-3脂肪酸，在肠道微生物群中的作用，可以调节炎症反应，改善结肠炎时的上皮屏障。
注：炎症反应是几种慢性非传染性退行性疾病的基础，如动脉粥样硬化、癌症、神经退行性疾病、慢性肾功能衰竭、糖尿病、男性肥胖、继发性性腺功能减退等。
地中海饮食中，除了坚果之外，鱼类、海鲜等食物都富含ω-3脂肪酸。显然优质的脂肪更有利于健康。
除了以上脂肪之外，地中海饮食中强调，“鱼和海鲜、鸡蛋、家禽类和高脂奶制品的摄入量每周几次；红肉每月只吃几次”，那么，蛋白质的量是否足够满足人体需求？
我们来看看地中海饮食中，蛋白质对菌群的影响。需要考虑多方面，比如蛋白质的数量、质量、加工方式和来源。
★ 高蛋白饮食可能不利于健康，地中海饮食中蛋白比例更合适
研究表明，与正常蛋白质饮食（20% 蛋白质，56% 碳水化合物）相比，喂给 Wistar 大鼠的高蛋白饮食（45% 蛋白质，30% 碳水化合物）对结肠微生物群有不利影响。
在高蛋白饮食中，链球菌、大肠杆菌/志贺菌和肠球菌分别增加了5.36倍、54.9倍和31.3倍，其丰度与与疾病发病相关的基因和代谢物（包括代谢物尸体）呈正相关，它来源于赖氨酸的脱羧作用，大量使用已被证明会引起氧化应激和DNA损伤。
有益菌在高蛋白饮食中大量减少，包括丁酸生产菌F.prausnitzii（减少3.5倍）、瘤胃球菌（减少8.04倍）和Akkermansia（在高蛋白饮食组中未检测到）。
慢性肾病下，长期低蛋白饮食更有利于改善健康。
研究表明，六个月的低蛋白饮食（0.6 g/kg/天）可以降低非透析慢性肾病患者的血清尿毒症毒素水平，包括对甲酚硫酸盐。低蛋白饮食也与肾功能改善、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇降低有关。
★ 植物来源的蛋白比动物来源蛋白可能更有利于菌群和健康
在喂食大豆、猪肉、牛肉、鸡肉、鱼类和酪蛋白（后者作为对照）的大鼠中进行了为期14天的喂食试验，结果显示，到第2天，尤其是红肉（猪肉和牛肉）和白肉（鱼和鸡肉）之间的变化。主成分分析显示，在第7天和第14天有不同的微生物群，因此大豆蛋白组与肉类和对照组分开，也就说菌群特征显著变化。
在另一项类似的研究中，与喂食白肉、红肉或酪蛋白的大鼠相比，大豆蛋白与大鼠粪便短链脂肪酸增加有关。大豆组中拟杆菌和普氏杆菌的相对丰度也较高，它们是丙酸盐和其他短链脂肪酸的主要生产者。
另外研究发现，与接受牛奶分离蛋白的仓鼠相比，大豆喂养的仓鼠的血脂显著降低，至少部分原因是大豆蛋白引起的肠道微生物群变化。在高脂饮食制度下，大豆分离蛋白减少了高脂饮食诱导的小鼠体重增加和脂肪组织质量积累，并减轻了肝脏脂肪变性，而乳蛋白没有观察到这种情况。
荞麦蛋白抑制大肠杆菌的生长，促进乳酸杆菌、肠球菌和双歧杆菌的生长，后者与血脂密切相关。荞麦喂养的小鼠粪便中总胆汁酸和短链脂肪酸的排泄量显著增加。
绿豆蛋白在降低高脂饮食诱导的小鼠体重增加方面也优于酪蛋白。绿豆蛋白导致GLP-1分泌增加，盲肠和粪便胆汁酸池增加，次级和初级胆汁酸比率显著升高；在无菌小鼠中被消除的效应。就肠道微生物群而言，食用绿豆作为高脂肪饮食的一部分，导致了瘤胃菌科的扩张，并导致拟杆菌门分类群的增加和厚壁菌门丰度的减少。
乳清蛋白提取物和豌豆蛋白已被证明可以增加多样性、双歧杆菌和乳酸杆菌，其中，乳清蛋白提取物减少拟杆菌和梭菌。
以上这些研究清楚地表明，植物源性蛋白质在促进有益微生物群方面优于动物源性蛋白质，对宿主代谢具有积极影响。
蛋白质的加工（包括热加工）及其对蛋白质功能的影响（包括微生物组的调节）尚不完全清楚，需要进一步研究。
因此，在我们的饮食干预中，不能认为高蛋白饮食一定是健康的，还取决于其来源、加工方式等方面，对待“高蛋白饮食”需谨慎，尤其是在长期或反复饮食实践中。
我们可以看到，地中海饮食结构中，来源于动物蛋白只占金字塔上部（比例较小），无论是对慢病患者或者普通人群，都是一种更为安全、稳妥、健康的选择。
以上是地中海饮食结构对菌群多样性及健康的影响。那么知道吃什么，如何搭配之后，还需要注重什么？
✔ 饮食质量
同样是植物性饮食，有些高温下高油高盐等烹饪方式也会影响其营养。
为了防止破坏大量维生素、矿物质和纤维，加工烹饪的时候应尽量简化。天然食物的本味，对味蕾和身体是一种滋养。
在有条件的情况下，可以尽可能选用本地的、应季的新鲜蔬果作为食材。
高度加工的食物，富含脂肪、精制糖、盐等，与肠道微生物多样性降低有关，对宿主健康产生负面影响。
此外，各类添加剂比如，羧甲基纤维素 (CMC) 和聚山梨醇酯 80 (P80) 这两种乳化剂会降低肠道的微生物多样性并显着改变微生物群组成。
关于食品添加剂对菌群影响详见：《你的焦虑可能与食品添加剂有关，警惕食品添加剂引起的微生物群变化》
服用含有益生元的食物，乳糖不耐症的症状减轻。
低聚半乳糖是益生元，通过刺激肠道中的有益细菌对人体有益。对于乳糖不耐症患者，当低聚半乳糖诱导的微生物群变化增加了双歧杆菌、粪杆菌、乳酸杆菌、Roseburia等乳糖发酵物种的丰度时，它们会起到有益作用。
一项研究观察到，通过向参与者喂食高纯度低聚半乳糖（>95%），乳糖不耐受相关症状得到改善。在有反应的受试者中，观察到微生物组的组成发生了显著变化，但是，双歧杆菌、乳酸杆菌和粪杆菌，所有乳糖发酵菌均出现增加，50%的原本腹痛的受试者报告在使用低聚半乳糖治疗结束时没有腹痛。在将乳制品重新引入饮食后，喂低聚半乳糖的受试者在治疗后，乳糖耐受性的可能性也增加了六倍。
总的来说，以上这些研究强调了饮食对肠道菌群及其对人体的深远影响，具体取决于摄入的食物种类、饮食结构、饮食质量等。除了饮食之外，其他方式也能对菌群产生影响，具体如下：
益生菌
益生菌通过多种机制发挥作用，对肠道菌群的多样性产生积极影响，并改变人体的免疫反应，与改善多种慢性疾病密切相关。
研究发现，益生菌会抑制肠杆菌科（志贺氏菌和埃希氏菌）的生长，同时促进厚壁菌门的大量增殖，尤其是厌氧菌属。益生菌具有帮助从抗生素治疗中恢复个体菌群的显著能力。
益生菌可以直接作用于肠黏膜层和下层上皮，影响肠屏障功能和黏膜免疫；也可以通过调节常驻微生物种群结构或酶活性对宿主产生间接影响。
益生元
益生元本质上是一种肠道菌群的肥料，可以滋养有益菌群。例如，菊粉等益生元支持双歧杆菌的平衡。
益生元通过多种方式与潜在病原体、免疫系统的直接相互作用，调节肠道环境，从而有利于人体健康。
关于益生菌、益生元这部分内容由于在前面的文章中多次提到，此处就不详述了，详见：
《如何调节肠道菌群？常见天然物质、益生菌、益生元的介绍》
《益生菌的靶向递送：研究和商业化前景》
《益生菌的简单入门指南》
补充维生素D可显着增加肠道微生物多样性。具体而言，拟杆菌/厚壁菌的比例增加，益生菌类Akkermansia和双歧杆菌的丰度增加。拟杆菌属和普氏杆菌属显著变化，表明补充后肠型发生了变化。
详见：《维生素D与肠道菌群的互作》
缺铁可能导致微生物群组成的显著重组，微生物多样性降低。
详见：《人与菌对铁的竞争吸收 | 塑造并控制肠道潜在病原菌的生长》
如果从婴儿时期开始，住在农村或者养宠物，可能对儿童菌群多样性的建立比较有益。
另外，多去户外活动，亲近大自然。
一项研究对城市环境生物多样性进行人为干预试验，以检测其对儿童共生菌群和免疫调节的影响。在为期28天的生物多样性干预期间，对标准城市托儿所和自然托儿所的儿童进行对比分析，研究儿童皮肤和肠道微生物群以及血液免疫标记物的变化。
干预使环境和皮肤Gammaproteobacteria群落多样化，这反过来又与血浆TGF-β1水平和调节性T细胞比例的增加有关。
该研究发现，生物多样性干预增强了免疫调节途径，降低城市社会中免疫介导疾病的风险。
这可能为未来的预防方法提供了很大的参考价值。
写在最后
跟任何生态系统一样，我们的肠道菌群处于一种微妙的平衡。在不断变化的环境中，我们永远不知道自己会遇到什么新的威胁。
肠道菌群多样性高，能使整体菌群更有能力去抵抗外界的干扰，例如压力，抗生素药物等。
当然，对于“菌群多样性”这个指标，我们也应该理性看待，多样性出现异常高，如果是各类致病菌大量定植，核心菌群难以生存，那么也不利于健康…
肠道菌群检测报告可以帮助我们从更多角度去看待肠道菌群的整体状况，利用机器学习等最新技术，发现潜在的疾病风险，反映不同营养物质摄入比例，应该多吃什么、尽量少吃什么…
每个人对于要达到健康这个目的，可能有不同的路径，饮食需求不能一概而论，“个性化饮食建议”可以成为我们的健康指向标。我们可以利用好它，结合自身健康状态，有针对性地做出饮食或其他干预措施，从而达到更接近理想的健康状态。
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谷禾健康
虽然每个人都会老去，但是衰老的速度却不一定相同。生理年龄是每个人的遗传，环境和生活方式的影响。
人的一生，从出生到成年到老年，微生物组在免疫系统成熟，功能和调节中起着基本作用。免疫系统和微生物组形成一种互惠关系。
随着年龄的增长，免疫系统和肠道微生物组的组成和功能都会发生重大变化，这与对传染病的易感性增加有关。
导读
01）免疫衰老的一般标志
02）衰老和肠道微生物组
03）微生物老化的衡量指标
04）微生物老化加快免疫衰老和虚弱
05）肠道微生物组对疫苗反应的影响
06）对抗与年龄相关宿主免疫力下降的营养策略
07）恢复肠道微生物稳态、减少炎症和免疫衰老
08）健康长寿的普适方式
免疫衰老
“免疫衰老”是指在老年人中观察到的功能障碍，免疫反应有缺陷或异常。
与年龄相关的免疫反应的质量和数量的变化导致触发有效抗体和细胞反应抵御感染和疫苗的能力逐渐下降。
衰老的T淋巴细胞生物学研究十分突出，但所有造血源性细胞都显示出衰老的特征，包括功能失调的抗体产生B细胞、抗原呈递细胞、自然杀伤细胞和中性粒细胞。最早的造血祖细胞中也报告了表观遗传学改变，这可能解释了观察到的年龄相关的髓样细胞偏斜。
主要淋巴器官的老化（骨髓和胸腺磨损）、慢性抗原过载（如CMV）、肠道失调或炎症是免疫衰老的驱动因素，这些因素与遗传缺陷、细胞应激和/或细胞衰竭的累积一起，会导致免疫适应度随着年龄的增长而下降。
炎症
炎症是一种高度控制的生理过程，对对抗病原体、清除碎屑和愈合损伤至关重要。
随着年龄的增长，由于基因、环境和生活方式因素的复杂和不断变化的相互作用，促炎和抗炎之间的动态平衡下降。
慢性炎症状态是发病和死亡的一个重要危险因素。包括慢性感染、缺乏运动、内脏肥胖、饮食、心理压力、睡眠不足或肠道失调等多种因素都会引发和维持炎症。
长期暴露于应激源会加速细胞衰老和先天免疫失调，这是炎症的一个主要特征，反映在局部和全身炎症介质与白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子TNF-α 水平持续升高，IL-1β，C-反应蛋白（CRP）在老年人中普遍存在。
尽管先天性单核-巨噬细胞网络的失调可能是炎症的中心，但新的证据表明衰老细胞（包括T细胞和B细胞）通过其衰老相关的分泌表型参与慢性低度炎症的关键作用。
而慢性表达或暴露于炎症刺激可能使预先激活的免疫细胞对进一步的刺激难以耐受，从而导致观察到的老年人感染性疾病的频率和严重程度增加。
因此，先前存在的炎症已被证明是疫苗反应性的一个重要决定因素。
此外，炎症可能通过助长年龄相关疾病（包括代谢综合征、心血管疾病、肌细胞减少症、癌症和神经退行性疾病）而产生多种健康后果，因为大多数（如果不是所有）年龄相关疾病都具有炎症特征。
尽管衰老、炎症和慢性病之间存在着共同性，但生物医学研究继续巨额花费来单独解决这些疾病状态。这就提出了一个具有挑战性的问题，即：
针对慢性低度炎症或引起炎症的机制是否可能减缓衰老及其相关疾病？
虽然临床前研究表明炎症是导致年龄相关疾病和免疫反应性降低的一个因素，但证实这一假设的人类数据在很大程度上是缺失的。
而最近一项CANTOS的研究(Canakinumab Anti-inflammatory Thrombosis Outcomes Study)为老年人带来了巨大的希望。
对10000多名既往有心肌梗死史的稳定患者进行卡那单抗（Canakinumab，一种针对白细胞介素-1β的人单克隆抗体）治疗，可显著降低参与者的全身低度炎症。
重要的是，治疗方案可以预防复发性血管事件和肺癌的发生。虽然这些研究唤起了人们对有效抗衰老疗法的希望，但通过靶向阻断关键炎症介质来减少全身炎症需要在对传染病的易感性方面谨慎平衡。
这些免疫指标包括基于炎症年龄评分的iAGE、依赖于免疫球蛋白糖基化的聚糖生长或南丁格尔健康指数，其中糖蛋白乙酰化的全身炎症预测呼吸道感染、心血管疾病和全因死亡率的长期风险。
随着老龄化社会的健康管理成为一个日益增长的经济负担，这种免疫指标代表了有希望的工具，以确定风险个人的早期药物或营养干预。
为了应对不断变化的环境，肠道微生物通过菌种组成和代谢功能的变化动态响应。这个过程受到宿主免疫系统的严格调控，想象宿主免疫系统是一位建筑师，通过允许共生细菌生长和占据粘膜生态位，同时选择性地消除或中和有害微生物，从而塑造肠道微生物群。
随着年龄的增长，免疫适应度逐渐下降，宿主与微生物动态信号交换的监测受到损害，从而对宿主健康和免疫造成广泛的功能后果（图1）。
图1 模型：微生物老化及其对宿主免疫的相关影响
Nabil Bosco & Mario Noti,Genes & Immunity, 2021
(1) 年龄相关的肠道微生物群落变化和相关的肠道组织功能下降可能加剧炎症
(2) 由全身低度炎症引起的慢性免疫刺激、代谢组和微生物刺激的变化导致免疫衰老
(3) 免疫功能受损(如胸腺退化、造血功能改变)，导致老年人感染风险增加，老年人接种疫苗反应差
在人类中，年龄相关的菌群失调（微生物老化）特征是梭状芽孢杆菌和双歧杆菌数量减少，变形菌门以及肠杆菌科等病原菌数量过多。
肠道微生物群落结构的组装也可能取决于宿主器官的功能。考虑到肠道的组织功能和完整性受到与年龄相关的显著变化，如再生能力、上皮屏障形成、黏液层组成和蠕动的改变，随着我们年龄的增长，粘膜生态位的变化很可能导致了失调状态。
这种肠道完整性的亚临床改变可能会促进微生物向全身部位渗出，全身性低度炎症，慢性炎症的发生和过早死亡。然而，确定人类的因果关系仍然具有挑战性，下文将进行讨论。
虽然，我们已经开始了解细菌的分类组成和多样性是如何随着年龄的变化而变化的，但我们对细菌进化和与宿主适应性相关的功能后果的了解仍然有限。有两种可能的情况：
1 肠道微生物群落结构中与年龄相关的变化是宿主衰老过程中发生的生理组织适应的简单结果
2 与年龄相关的失调是细菌进化的产物，通过使特定菌群逃避免疫监视，直接触发宿主衰老
因此，更好地了解老化的宿主微生物群，对于推进以微生物组为基础的治疗方法来对抗老化和与年龄相关的疾病至关重要。
我们需要先了解这样的概念。
生理年龄：指人达到某一时序年龄时生理和其功能所反映出来的水平，是从医学、生物学角度来衡量的。
肠道年龄：是基于健康人群每个年龄段样本的菌群构成使用深度神经网络模型提取特征菌属并构建的预测模型。
谷禾健康-肠道年龄预测模型图
注: 谷禾报告中的肠道年龄是基于超过6万人群队列的深度学习模型构建的，伴随年龄的变化肠道菌群也会相应的改变。对于0~2岁的儿童，肠道年龄通常偏差小于3个月，3~5岁偏差在6个月以内，6~15岁偏差在1岁左右，16~50岁人群正常肠道年龄的偏差在3岁以内，50岁以上正常偏差在5岁以内。在正常偏差内年龄差异可以理解为年轻或衰老，超出正常偏差的年龄无论是超过或低于都可能是菌群异常或健康状况不佳。
真实年龄与肠道预测年龄在范围内的差异可以反映其肠道菌群的发育和衰老状况。
以下情况可能会导致肠道预测年龄完全偏离真实年龄，包括：肠道菌群紊乱，菌群结构过于单一，近期服用包括抗生素等可能严重干扰肠道菌群的药物，病原菌感染或者处于疾病状态。
肠道菌群失调可以触发先天性免疫反应和慢性低度炎症，导致许多与年龄有关的退化性疾病和不健康的衰老。肠道菌群通过各种生物分子，营养素信号独立途径和表观遗传机制与宿主进行交流。与年龄有关的肠道菌群失调会干扰这些交流，从而影响宿主的健康和寿命。
与年龄相关的肠道微生物组成的改变不仅发生在人类身上，也发生在实验室模型生物身上。这些控制遗传、年龄、饮食和微生物组本身的模型系统提供了强有力的科学证据，表明宿主生理或微生物进化的内在改变足以促进一种失调状态。
这些模式生物已经证明肠道微生物群有潜力有益地调节衰老过程，以促进宿主的健康和寿命。
黑腹果蝇
对黑腹果蝇的研究（一个经常被用来研究微生物动力学、肠道生理中与年龄相关的变化和生物体健康之间相互作用的衰老模型）——已经完美地证明了肠道生态失调不仅是年龄相关肠道屏障功能障碍、系统免疫激活和机体死亡的前兆，而且还预测了这些疾病的发生。
结果表明，在整个生命过程中保持在无菌条件下的果蝇显示出较低的衰老率，这表明在这些模型设置中防止与年龄相关的菌群失调可以限制炎症，改善免疫稳态，促进健康。
非洲绿松石鳉鱼
利用自然短命的脊椎动物非洲绿松石鳉鱼(Nothobranchius furzeri)进一步证实了肠道微生物群在调节衰老过程中的影响。年轻的微生物群的慢性定植在中年鱼，诱导了长期有益的系统效应，导致脊椎动物的寿命延长。将年轻的供体微生物群定植在年老的鱼，与已知产生代谢产物的关键细菌属的存在有关，这些代谢产物既能维持免疫系统健康，又有抗炎作用。
小鼠
年轻小鼠菌群 → 早衰小鼠：特定菌发挥作用
将年轻供体的粪便微生物群移植到早衰小鼠中，可改善后者的健康状况和寿命，并将疣微菌门verrucomicrobia，Akkermansia muciniphila移植到早衰小鼠中，从而充分发挥有益作用。
此外，与年龄相关的Akkermansia muciniphila缺失与肠道完整性受损和胰岛素抵抗相关——这是一个通过微生物组-单核细胞-B细胞轴介导的过程。
除了对宿主代谢的影响，Akkermansia muciniphila还参与了调节抗原特异性T细胞反应和抗体产生来调节宿主免疫功能。
小鼠菌群 → 无菌小鼠：T细胞活化增加
用年轻或年老小鼠的肠道微生物群定植无菌(GF)小鼠。将老年供体微生物组移植给年轻小鼠足以促进肠道炎症、微生物产物向循环的渗漏和慢性低级别炎症的发生。作为全身低度炎症的结果，全身免疫区的T细胞活化增加。
年老菌群→年轻小鼠：巨噬细胞功能失调
另一项研究报告了类似的发现，在年轻的GF接受者中，移植一种老年微生物组可促进全身低度炎症。这些情况下的炎症进一步与巨噬细胞功能失调相关，巨噬细胞是炎症细胞因子的有力来源，其细菌杀灭活性较差。此外，基因或抗体介导的肿瘤坏死因子α(低度炎症的标志性细胞因子)的减少，可以预防年龄相关的肠道失调和相关的全身低度炎症。
年龄相关肠道免疫力下降：增加M细胞可恢复
最近的一项研究强调，年龄相关肠道免疫力下降可以通过操纵肠道微生物组增加M细胞数量来恢复。年老小鼠暴露于年轻的微生物群或鞭毛蛋白刺激都足以观察到这种效应:Peyer’s补丁中的M细胞成熟恢复，增强抗原摄取，年老小鼠肠道IgA反应增加。基于微生物组干预的M细胞修复确实依赖于肠道干细胞功能的改善，这表明修复老年肠道的再生能力可能对提高肠道免疫力有额外的好处。这些发现可能与改善口服疫苗应答或预防老年人胃肠道感染有关。
年龄相关肠道菌群改变影响造血
除了局部免疫调节外，年龄相关的肠道群落结构变化也可能对造血产生直接影响。对小鼠的研究表明，肠道微生物组的改变与造血系统的多谱系改变和多能祖细胞的抑制有关。
鉴于肠道微生物群通过促进造血功能密切参与了细菌感染的控制，与年龄相关的肠道微生物群平衡和多样性的变化可能导致老年人造血功能受损、更易感染和减少疫苗接种应答。然而，为了更好地理解年龄相关的生态失调对造血系统调节的影响，还需要更多的研究来支持这一假设。
总的来说，这些临床前模型系统的发现表明，校正与年龄相关的肠道菌群失调是有益的，为基于微生物组的治疗方法改善免疫系统功能、对抗衰老及相关疾病提供了理论依据。
虽然粪便微生物群移植(FMT)在动物模型中具有抗衰老特性(见上文)，并且FMT已成功用于治疗男性复发性艰难梭菌感染，但在临床环境中提出FMT作为抗衰老策略仍存在一些障碍。更好地了解健康微生物组的特征(包括病毒组和真菌组)对于确保接受者的长期安全至关重要。
尽管我们对整个生命中肠道微生物群的理解取得了很大进步，但在疫苗学上的潜力尚未实现。鉴于微生物组严格调控免疫细胞的发育和功能，它可能最终影响疫苗的疗效。因此，由环境、社会经济、营养或卫生条件引起的肠道微生物群落结构的变化可以解释疫苗应答中的地理异质性。
对微生物群如何促进疫苗应答的机制更好地理解，可能有助于制定新的策略，以减少老年人感染性死亡。
直到最近，表明肠道微生物组影响疫苗接种反应的最佳证据来自使用无菌或缺乏微生物的小鼠的临床前模型系统。
研究人员探讨不同抗生素方案对抗原特异性体液免疫应答的影响，研究了克拉霉素、强力霉素和氨苄西林对小鼠破伤风类毒素（TT）、肺炎球菌多糖疫苗（PPV）、乙型肝炎病毒表面抗原（HBsAg）疫苗和减毒沙门氏菌活疫苗（Ty21a）的一级和二级抗体应答的影响。
有趣的是，抗原和抗生素的特异性反应都受到了影响。
克拉霉素和强力霉素抑制典型的T细胞依赖性和T细胞非依赖性抗体反应，而氨苄西林的效果较差或无效果。
此外，所有三种抗生素，特别是氨苄西林增强了对Ty21a-a减毒细菌粘膜疫苗模型的体液反应。在GF小鼠中进行疫苗接种实验的进一步工作证实了这些初步发现。
到目前为止，现有的研究主要集中在细菌，以及包括病毒、真菌、原生动物和古生菌在内的微生物群的其他组成部分。然而，仍然存在两个重要问题：
(一) 微生物群参与宿主免疫反应(特别是疫苗反应)的机制是什么？
(二) 这些发现对人类的影响是什么?
迄今为止，最令人信服的数据表明，肠道微生物群提供了佐剂的天然来源，能够调节宿主的系统和黏膜疫苗反应。
这一观点最初是在Nakaya等人的系统生物学报告中提出的，他们描述了在非佐剂流感疫苗接种三价灭活疫苗(TIV)后，人类toll样受体-5 (TLR5)的早期(第3天)和瞬时基因上调。TLR5的表达与TIV诱导的血凝抑制(HAI)滴度（滴度是稀释度的倒数）呈正相关。
随后，该研究小组证实TLR5对小鼠肠道微生物分泌的鞭毛蛋白的感应与TIV介导的应答有关。虽然直接给予鞭毛蛋白或有鞭毛的细菌移植可以提供天然佐剂来改善非佐剂流感疫苗的应答，但它不能与其他佐剂或活疫苗如破伤风-白喉-百日咳(Tdap)、黄热病(YF-17D)或重组乙型肝炎抗原(Recombivax HB)配合使用。
除TLR5外，另一种模式识别受体核苷酸结合寡聚结构域2 (NOD2)的特异性贡献，人血清白蛋白(HSA)抗原和霍乱毒素(CTX)佐剂鼻内刺激诱导的粘膜疫苗应答小鼠模型。在GF小鼠、抗生素处理小鼠或基因修饰缺乏NOD2信号的突变小鼠中，HSA特异性IgG反应持续下降。当这些动物接受一种被NOD2或表达MDP的细菌识别的肽聚糖MDP(muramyl dipeptide, MDP)时，HSA特异性IgG反应恢复。
虽然尚未使用人体相关疫苗，但这第二项工作表明，常驻微生物也可以增强用于粘膜疫苗接种方案的CTX的佐剂效果。需要进一步研究揭示肠道微生物群、其细胞壁成分或代谢物作为内源性疫苗佐剂的免疫能力，以放大对特定病原体的适应性免疫应答。
临床前和临床报告均观察到膳食纤维对功能免疫参数的积极影响，包括疫苗应答（表1），进一步支持基于其组成(细菌的性质)和或活性(分泌的代谢物的性质)的肠道微生物群的重要免疫调节潜力。
表1 益生元和/或益生菌临床干预试验探讨老年人免疫相关结果
Nabil Bosco & Mario Noti,Genes & Immunity, 2021
关于纤维消化产生的短链脂肪酸(SCFAs)免疫调节活性的大量文献证明了这一点。这些代谢物在局部或全身释放，参与宿主的一般生理过程。
肠道微生物组组成和功能的动态变化也可以解释疫苗应答中观察到的地理异质性。研究人员还报道了成人和老年人接种流感疫苗后体液免疫反应的显著差异(超过100倍)。
宿主遗传、营养状况、母乳喂养习惯以及卫生条件和/或之前接触过病原体，被提出用来解释疫苗免疫原性的差异。然而，近年来研究宿主微生物群的技术进步为这一领域提供了新的思路。
粪便微生物群特征研究表明，肠道菌群组成可能影响口服脊髓灰质炎、卡介苗、破伤风类毒素和乙肝病毒的疫苗接种效果。
此外，在某些国家的儿童中，小肠细菌过度生长(SIBO)的流行率高。SIBO还可能限制疫苗的性能，因为相关的吸收不良、肠道微生物群和宿主免疫细胞之间争夺关键营养物质以及或通过渗漏的肠道系统释放微生物分子。从南非收集的样本中观察到反应迟钝的全血细胞(标准TLR刺激试验)，并将来自北美和欧洲儿童的年龄匹配样本进行了比较。
上述人体研究仅存在相关性。
最近进行了三项研究，以确定婴儿和成人肠道微生物群失调和疫苗应答之间的因果关系。
在第一个大型(n = 754)和良好对照的研究中，广谱抗生素治疗(阿奇霉素)减少了致病性肠道细菌的流行，但没有改善印度婴儿的口服脊髓灰质炎疫苗接种。
接下来，Harris等人在开放标签试验中使用广谱抗生素(万古霉素)或广谱抗生素(万古霉素、环丙沙星和甲硝唑)治疗66名荷兰健康成人，并研究TT、口服轮状病毒(RV)和多糖肺炎球菌(Pneumo23)疫苗的应答。虽然RV疫苗观察到一些积极的效果，抗生素治疗没有改善TT或肺炎23价反应。
最后，Hagan和他的同事进行了一项研究，22名年轻的成年人接受广谱抗生素(万古霉素、新霉素和甲硝唑)治疗，然后接受TIV疫苗。虽然这种治疗对以前接种过流感疫苗的成年人影响有限，但在11名以前没有接触过流感(接种疫苗或自然感染)的健康个体中进行的第二次试验提供了突破性的发现。那些首次接受抗生素治疗的人的体液免疫反应，特别是对H1N1流感毒株的免疫反应大大减弱。
这些数据证实了早期的小鼠研究，并证明抗生素驱动的生态失调导致了非佐剂TIV引起的疫苗应答的显著改变。用系统生物学方法进行的更深层次的分子图谱也揭示了一种特定的炎症基因特征，即与抗生素治疗相关的更活化的髓系树突状细胞。
合理设计以微生物为内源性佐剂的疫苗在疫苗学领域具有广阔前景。这些方法可能需要个性化和工程可逆性来管理脆弱个体的疗效和潜在并发症。鉴于饮食是塑造肠道微生物群的最有力因素之一，营养干预与益生菌和益生元促进多样化的微生物群来维持健康受到了相当大的关注。
食品的发展是为了促进健康或减少疾病风险，1980年代中期，出现了“功能食品”一词：希望支持以营养为基础的预防性方法，以提高生活质量，减少与老龄化人口相关的医疗成本。
由于肠道微生物与宿主免疫系统的密切相互作用，临床试验研究的提高老年人免疫力的功能食品主要包括益生元(如纤维)、益生菌、两者的结合(即共生)或分泌可溶性代谢物(也称为后生元，如短链脂肪酸)。
随着年龄的增长，免疫适应能力下降，老年人无力抵抗感染，无力对抗原挑战作出反应，大多数这些试验探讨了感染流行程度、严重程度和持续时间或特定的疫苗接种结果。
在已确定的400项临床研究中，研究人员根据其相关性(免疫读数和目标人群为60岁的老年人)保留了31项研究，并将其总结在表1中。
这些研究是在社区居民、疗养院居民或住院患者中进行，这些患者可以服用口服补充剂或需要管饲。
大多数研究(20项研究)是随机双盲安慰剂对照组，考虑经典的混杂因素，如年龄、性别，有时还有医疗条件、营养状况、感染史或疫苗接种史。
预防感染性并发症，特别是危重症或选择性手术患者中艰难梭菌相关腹泻是第二个有意思的领域。
在对老年人进行的13项研究中，6项呈阳性。它们积极的性质也可能表明，疾病预防可以通过人体免疫系统的不同方面来实现。
疫苗挑战研究通常测试适应性免疫系统的功能，但没有解决某些细菌感染中与年龄相关的先天免疫下降的后果。然而，最近在英国23家养老院进行的规模最大的研究，即“益生菌减少养老院居民感染”试验，LGG和BB12胶囊每天服用长达1年，对预防感染没有效果。在感染症状、抗生素使用、住院或死亡率方面没有发现差异。
总的来说，可能有多种原因，研究之间缺乏一致性，如菌株特定差异或剂量，以及益生元性质和数量，或受试者的年龄和医疗条件。
这些研究中没有一项对干预前和干预后的患者微生物群进行了广泛的分析。虽然这些数据可能作为独立报告存在，以描述成分的特性，在未来，对干预前后的人体微生物群和免疫参数进行系统的平行评估是至关重要的，以揭示相关的相互作用或因果关系。
虽然实际年龄是不可逆转的，但随着年龄的增长，与肠道微生物群、炎症和免疫衰老相关的衰老变化是免疫介导的慢性疾病的共同帮凶，这可能是维持免疫和健康的目标。
当消炎药和衰老疗法选择性地消除衰老细胞（衰老抑制剂）或抑制衰老相关分泌表型（衰老表型）时，作为抗衰老疗法的临床试验正在迅速发展（图2），它们的长期使用需要谨慎地平衡对传染病的易感性和潜在的其他副作用。
为什么减少全身低度炎症可以促进疫苗应答，而疫苗学的主流观点是佐剂通过促进局部炎症来改善疫苗应答，这一悖论还需要进一步的研究来解释。
图2 恢复肠道微生物稳态、减少炎症和免疫衰老以支持老年人免疫功能的方法
Nabil Bosco & Mario Noti,Genes & Immunity, 2021
(1)益生菌或益生元或合生元、后生元(如SCFAs)等进行干预可能有助于恢复与年龄相关的肠道微生物组成和功能下降
(2) 补充维生素和矿物质有助于正常的免疫细胞功能。
(3) 消炎药或老年药可能有助于减少炎症，而老年药直接消除老化细胞，燃料炎症。
单独或联合使用可能有助于增强宿主免疫，更好地控制感染，并随着我们年龄的增长产生适当的疫苗接种反应。
鉴于肠道微生物对宿主免疫系统的影响越来越大，可以合理推测，通过个性化营养或补充，恢复与年龄相关的肠道微生物丰富度和功能的下降，可能是一种对抗免疫适应性功能下降的预防措施。
在这种情况下，已在临床环境中测试了能够通过支持肠道屏障完整性或调节炎症过程来增强免疫力的益生菌、益生元、后生元或合生元(表1)。
然而，由于研究、菌株特异性差异或剂量、益生元的性质和数量或受试者的年龄和医疗条件之间缺乏一致性，因此很难验证这种方法在增强与年龄相关的宿主免疫适应性下降方面的有效性。
肠道微生物群是一个有待挖掘的宝藏，衰老学也不例外。正如许多临床前研究所证明的那样，恢复年轻的微生物群可以通过维持免疫和健康跨度来恢复老年宿主的活力。
因此，更好地了解肠道微生物群落结构和相关代谢组的动态变化，这些改变如何影响细胞免疫网络，以及这些通路如何被治疗靶向，将对未来加强甚至恢复老化免疫系统的策略产生广泛的影响。随着人口老龄化的加剧，迫切需要这样的解决方案来支持健康老龄化，减缓不断增长的医疗费用。
健康饮食
Omega-3脂肪酸
随着年龄的增长，神经细胞萎缩，向大脑提供的营养丰富的血液供应减少，Omega-3脂肪酸，尤其是二十二碳六烯酸（DHA）可以促进神经细胞之间的有效电信号传递，减少炎症，甚至可以改善精神集中度并与记忆力丧失作斗争。
较小的脑体积与阿尔茨海默氏症以及正常衰老有关。研究人员发现，血液中omega-3脂肪酸EPA和DHA水平较高的绝经后妇女的脑体积也更大。
富含Omega-3脂肪酸的食物：
鱼类：鲱鱼，沙丁鱼，鲭鱼，鲑鱼，大比目鱼，鳟鱼
绿叶蔬菜： 抱子甘蓝，菠菜，芝麻菜，薄荷，羽衣甘蓝和豆瓣菜
油： 亚麻籽油，正大籽油，鳕鱼肝油和磷虾油
其他：蛋、核桃等
黄酮类化合物
几乎所有的水果，蔬菜都含有类黄酮，具有许多健康益处，包括减少炎症，降低心脏病风险和湿疹症状，对衰老的大脑有益。有研究发现，食用大量浆果（类黄酮含量较高）的老年妇女将记忆力下降的时间推迟了两年以上。
类黄酮含量高的食物：
浆果： 蓝莓，草莓和黑莓
绿叶蔬菜： 菠菜，羽衣甘蓝和豆瓣菜
彩色农产品：胡桃南瓜，牛油果，李子，红葡萄
其他：咖啡，黑巧克力，红酒
维生素E
防止细胞损伤。已有几项研究发现，维生素E可以延缓轻度到中度阿尔茨海默病的进展
富含维生素E的食物：
坚果和种子:杏仁，山核桃，花生酱，花生，榛子，松子和葵花籽
油：小麦胚芽油，葵花籽油，红花油，玉米油，大豆油
绿叶蔬菜：菠菜，蒲公英嫩叶，唐莴苣，萝卜叶
运动
走楼梯：
瑞士一项研究发现，久坐不动的人把乘电梯换成走楼梯，过早死亡的风险可以降低15%。哈佛早期的研究显示，与每周爬楼梯少于10层的人相比，每周能爬35层或更多的楼梯能显著提高寿命。
骑车：
骑自行车上班是一种环保又健康的方式，在一天中挤出锻炼时间在户外，还能节省点油钱。
游泳：
一项数据发现，经常游泳的男性比久坐不动的男性死亡率低50%，游泳者的死亡率也比运动时走路或跑步的男性低。
每天锻炼15分钟：
2011年的一项研究发现，与久坐不动的人相比，每天15分钟锻炼可以平均延长3年的寿命。
保护牙齿
如果牙齿一直很敏感，那么随着年龄的增长，牙齿会越来越容易脱落，这会影响老年生活品质。请保持日常牙科护理的最佳状态，防止蛀牙。
保持良好的生活习惯
保证充足的睡眠：
NIH的数据显示，每晚持续睡眠少于7个小时的成年人患高血压，心脏病，肥胖，糖尿病和抑郁症的风险更高。另外，晚上睡不好会抑制重要激素的释放，这些激素可以修复细胞和组织，抵抗疾病和感染，睡不好会使身体无法自然康复。
尽可能避免吸烟：
戒烟可以减少许多疾病风险。
适当缓解压力：
压力容易让人变老。尝试放弃明显的压力源，适当安排休息时间，
经常锻炼记忆力
记忆就像肌肉一样可以训练；如果充分利用自己的记忆并定期使用它，记忆力可以磨练到老。比如每天尝试做一个填字游戏，以帮助建立和维护词汇量和记忆力。
《阿尔茨海默氏病杂志》上的一项研究显示，吃蓝莓可以增强记忆力和学习能力，喝苹果汁可以通过防止重要的神经递质的衰退来改善记忆力。
选择适宜的养老居住地
可以选择气候宜人的地方居住，良好的空气质量有助于保持健康，环境条件佳也有利于保持好心情。此外尽量选择拥有良好的经济和医疗体系的地方，帮助维持积极长寿的生活。
做好健康管理
定期进行肠道菌群健康检测或其他检查，及时了解自身健康状况，包括哪些风险，需要注意事项等，做好健康管理，享受健康幸福的晚年生活。
相关阅读：
主要参考文献：
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Book: Mayo Clinic Family Health Book, 5th Edition
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谷禾健康
过完今天，这个魔幻的2020就要过去了。面临工作、学习、出行等方方面面一而再地按下暂停键，很多人都希望这一年能够重启。
这一年发生了太多故事
每一个都足以让人痛惜
“活着”、“健康”这样的字眼在这一年显得尤为珍贵。简单的道理往往在经历重大的事件后才会尤为深刻。
古有求仙药，今有各种医疗技术的不断革新，大家对于长寿有着一致的追求。当基本的生活有了一定的保障后，人们不仅想要活得长久，还要健健康康地活着。
我们可以看到，人类的预期寿命已开始延长，并且仍在继续提高。“健康长寿”不再停留于一句祝福语，而是可行的人生目标。
长寿是多种变量复杂组合的结果。由于不同地区自然环境、社会制度、社会经济发展状况和人口构成等因素千差万别。
根据相关研究，影响人类寿命的因素至少包括：
遗传因素如线粒体状态、染色体稳定性、端粒长短、疾病、干细胞活性；
环境因素如肠道微生物、饮食、运动、空气质量以及生活环境；
其他因素如情绪压力、社交爱情、目标成就、投入预防等等。
人们在迈向健康长寿的过程中处于不同的阶段和水平。若干年后，也许有相当多的人进入百岁人生。
在2020年的最后一天，我们就来聊聊肠道菌群和长寿的故事。
伊卡里亚岛
伊卡里亚岛
该岛位于萨摩斯岛西南约10海里，这是爱琴海的一个小岛，是世界上寿命最长的地区之一。他们是90岁以上人群中世界上人口最多的国家，百岁老人在岛上已有400多年的历史了。科学家将那里长寿的机会与空气，水，社区精神，饮食习惯和遗传倾向等因素相关联。
意大利
提起意大利，你想到的是足球还是意大利面，其实这个国家还盛产长寿老人，根据欧盟统计，意大利为欧洲第一长寿国，女性平均寿命为84岁，男性平均寿命为78.3岁。
研究发现100岁意大利老人的肠道菌群种类分布与30岁意大利人相比，出现了较明显的变化，厚壁菌门中的拟杆菌XIVa明显减少，而芽孢杆菌上升，身体的炎症反应状况高，因此科学家得出长寿的关键因素：菌群种类的改变，更好的应对和调节炎症反应。
中国 新疆和田，广西巴马，四川都江堰青城山等
中国新疆和田，广西巴马以及四川都江堰市青城山等地区都很大比例的长寿健康老人。动物遗传育种研究所李英团队在《Current Biology》发表的一项关于寿老人和年轻人群肠道菌群研究发现长寿老人肠道菌群多样性和菌群丰度显著高于年轻组，这一结论在意大利相应人群中也得到了证实，提示更多有益菌群以及更丰富的菌群多样性可能是人类健康长寿的重要原因之一。
对长寿的研究可能有助于我们理解人类是如何延缓衰老，如何战胜与年龄相关的疾病。
肠道微生物群被认为是监测和可能支持健康衰老的变量之一。事实上，宿主-肠道微生物体内平衡的破坏与炎症和肠道通透性以及骨骼和认知健康的普遍下降有关。肠道微生物群作为健康衰老可能的介质，通过对抗炎症、肠道通透性以及认知和骨骼健康的恶化来保持宿主环境的稳态。
健康老年人的肠道菌群如何定义？
考虑到大多数老年人都患有肠道相关合并症，因此在该人群中定义健康的肠道微生物组极具挑战性。肠道环境的变化，例如炎症，肠道渗漏，活性氧的产生以及药物的使用，都可能影响肠道微生物组。在这方面，健康百岁老人一直被用作健康老龄化的典范，因为他们有能力推迟或避免慢性疾病。因此，该队列中的肠道微生物组可用于定义健康的肠道微生物组。
长寿者肠道菌群多样性水平高
一般认为，随着年龄增长时，肠道微生物多样性通常会降低。可能是由于生理，饮食，药物和生活方式的变化所致。
是不是所有老人的肠道菌群多样性都会降低？
研究人员检测了一群健康的长寿老人的肠道微生物组，来自中国四川都江堰市的长寿老人，包括“90-99岁”和“≥100岁”两个年龄段。
他们发现长寿人群的肠道菌群比年轻成年人的肠道菌群更多样化，这与传统观点相矛盾。
他们还发现了产短链脂肪酸菌在长寿老人中开始增加，例如梭状芽胞杆菌XIVa。
国内外研究结果一致
为了验证他们的发现，他们分析了来自一个意大利小组的独立数据集。
出现一致的结果：长寿的意大利人也比年轻的人群的肠道菌群多样化水平更高 。
庆幸的是，谷禾肠道菌群数据库中也有比较长寿的老人肠道菌群数据。
我们抽取其中一例相对较为健康的长寿老人的数据：
编号：083*****97 ，98岁（谷禾肠道菌群数据库）
谷禾健康数据库
可以看到肠道菌群多样性水平也是明显增高，与文献报道相符。大部分指标都处于正常水平。
长寿者产短链脂肪酸菌增多
结合意大利和中国的数据集，发现尽管肠道微生物群结构存在显著差异(可能是由于饮食、基因和环境的差异)，但区分长寿个体和年轻群体的前50种细菌特征中，有11种特征是相同的。同样，这些特征包括肠道菌群多样性水平更高和几个产短链脂肪酸菌丰度更高。
一项后续研究中，另外两个独立的队列中也观察到了长寿人群中更大的肠道微生物组多样性：一个来自中国江苏省，另一个来自日本。
以上这些研究都清楚地表明，健康长寿的人存在更多样化且平衡的肠道菌群，而在患有不同合并症的老年人中观察到肠道菌群紊乱。
因此，研究人员假设调节肠道微生物组(如通过饮食、益生菌)来维持健康的肠道微生物组将有利于健康地衰老。
进一步假设，在患有慢性疾病的老年人中，将紊乱的肠道菌群调节为健康的肠道菌群将减轻他们的症状，提高他们的生活质量。
肠道微生物组和健康衰老的有效假设
该假设背后的一个基本原理是慢性炎症，即老年人中慢性低度炎症的增加，这与不同的慢性疾病有关。
短链脂肪酸对维持肠道止血很重要。短链脂肪酸为结肠上皮细胞提供主要能量，并具有抗炎特性。这些产短链脂肪酸菌在长寿老人中的富集表明，这些细菌可能会减轻炎症及由此造成的损害，这可能是他们能够健康衰老的原因。
以上我们知道长寿老人的产短链脂肪酸菌增多，那么其他菌群会有什么样的变化？
在门类水平上，大多数研究都证明了变形菌丰度的增加。
长寿者菌群变化，潜在有益菌较多
· 不同地区比较：
一项研究分析并比较了长寿村庄中百岁老人与同一地区和城市化城镇中的老年人和成年人的肠道菌群。采集长寿村的百岁老人、老年人和年轻人的粪便样本，以及来自韩国城市城镇的老年人和年轻人的公共数据库获得肠道菌群数据。
与城镇化老年人相比，长寿村老人：
康复医院百岁老人的肠道菌群也不同于居家。这些差异可能是由于饮食方式和生活环境的差异。
· 不同年龄比较：
我们来看一项研究，对62个人的粪便微生物组进行宏基因组测序，年龄从22岁至109岁不等。
下图可以看到，随着年龄的增长，肠道微生物群发生了变化。
注：4个年龄组的肠道微生物组:
11个年轻人 (22 – 48岁,young);
中年13人 (65 – 75岁,elderly);
15名百岁老人 (99至104岁, centenarian);
23名半超百岁(105至109岁，semisupercentenarian)
研究人员发现与年轻人相比，长寿者菌群变化如下：
编号：083*****97 ，98岁（谷禾肠道菌群数据库）
我们发现同样，变形菌门增加，另外有益菌如阿克曼菌增多。
长寿者碳水化合物代谢相关基因减少
有趣的是，当研究人员将分析集中在功能规模上时，发现与碳水化合物代谢有关的基因减少。
这种功能重塑在百岁老人和半超百岁老人的肠道微生物组中更为明显，研究人员观察到淀粉和蔗糖（KEGG途径编号ko00500），磷酸戊糖（ko00030）以及氨基糖和核苷酸糖（ko00520）途径的贡献减少。
异种生物降解有关的基因数量增加
同时，研究人员发现了和甲苯（ko00623），乙苯（ko00642），己内酰胺（ko00930）以及氯环己烷和氯苯（ko00361）降解途径的随之增加。
乙苯，氯苯，氯环己烷，甲苯是主要来源于工业生产和城市排放的普遍化学物质，由于其毒性作用，是世界各地监测的主要环境污染物之一。这些分子的主要人造来源实际上是汽车和废气汽车的排放，以及香烟烟雾。
此外，众所周知，它们是在加工精制石油产品(如塑料)的过程中产生的，并包含在普通消费产品(如油漆和漆、稀释剂和橡胶产品)中。
己内酰胺是尼龙的原料，用于生产合成纤维、树脂、合成皮革、增塑剂等多种室内产品。先前的研究表明，这些分子在室内的负担比在室外环境中更高，并强调了室内暴露对人类健康的特殊重要性。
生活在强人为下的环境中，例如意大利的艾米利亚-罗马涅区（工业发达），导致持续不断地暴露于这些普遍的异生物质中，促进它们在身体组织（包括肠道）中的维持和累积。
研究人员认为，这可以为人类宿主创造合适的条件，以选择能够解毒此类化合物的肠道微生物组成分，就微生物组和宿主在人类环境中的适应性而言互惠互利。
百岁和半百岁的人都是长寿的人，他们接触异生生物刺激的时间更长，他们的微生物群更适合降解这些异生生物。
脂质代谢基因变化
除了异物降解基因和糖代谢相关基因外，我们还发现了其他代谢途径中与年龄相关的差异，包括与脂质代谢有关的差异。
百岁老人和半超百岁老人显示出更多的α-亚油酸（KEGG途径编号ko00592）和甘油脂(ko00561)代谢的信息。另一方面，年轻人显示鞘脂(ko00600)和甘油磷脂(ko00564)代谢相关基因的贡献更大。
鉴于已知甘油磷脂和鞘脂在动物源性食品中更为丰富，而α-亚油酸主要来自植物源食物，这些特征可能与饮食习惯有关，特别是长寿者的植物源性脂肪摄入量高于年轻人的动物脂肪摄入量。
氨基酸代谢基因变化
此外,涉及氨基酸代谢的功能途径：
色氨酸（ko00380），酪氨酸（ko00350），甘氨酸，丝氨酸和苏氨酸（ko00260）的代谢基因随着年龄的增长而逐渐增加。
另一方面，发现年轻人中丙氨酸，天冬氨酸和谷氨酸代谢的基因（ko00250）更为丰富。色氨酸和酪氨酸的代谢被认为是蛋白水解代谢增强的指标。
此外，血清中色氨酸的生物利用度降低，以及尿液中酪氨酸代谢引起的酚类代谢产物水平升高。
慢性炎症水平低
研究人员发现随着衰老，脂多糖生物合成基因(ko00540)逐渐增加，这可能与病原菌（即肠杆菌科的成员）的存在和慢性炎症的水平低有关。
然而，更长的寿命并不一定等于健康的衰老。随着年龄的增长，人们更有可能患上各种疾病，如心脏病、中风、高血压、认知障碍、癌症等。
前面章节有一项研究（长寿村老人与城镇化老人肠道菌群）提到，来自不同地区的老人，虽然都是长寿，但菌群情况不尽相同。
因此，我们想更具体地了解，同样是长寿老人，健康长寿和不健康长寿具体到个人，在哪些方面会有区别。我们抽取谷禾肠道菌群数据库中两例报告来进行直接比较分析。
以上只是数据库中的两个案例，在经过谷禾肠道菌群数据库筛查后，我们总结了一些关于长寿老人（90岁以上）的肠道菌群的趋势，分享关于报告中的一些指标判断，供大家参考。
健康总分
健康总分能很好的反映一个人的总体健康水平，有慢病或其他问题的老人一般低于55分。
菌群多样性
菌群多样性健康长寿老人的菌群多样性水平最好能高于50，菌种数量在1000~1800左右较好，超过2000则可能会伴有病原菌感染的情况。
慢病情况
主要是心脑血管及糖尿病和部分消化道疾病，涉及慢性炎症和代谢疾病。
病原菌
病原菌感染是老人中最常出现的问题，包括呼吸道和肠道病原菌，随着衰老，肠杆菌科的部分机会致病菌比例会上升，需要注意饮食健康，以及呼吸道健康和口腔健康。
肠道屏障及炎症水平
长寿老年人中Akk菌水平普遍较中年人群较高，Akk菌有助于降低肥胖等代谢疾病，但是Akk菌丰度过高会导致肠粘膜黏蛋白降解，破坏肠道屏障，也是需要注意的指标。
短链脂肪酸水平
短链脂肪酸生成的菌的水平与短链脂肪酸和炎症水平密切相关，短链脂肪酸缺乏通常是慢性炎症的推手。
益生菌水平
在谷禾检测的90岁以上人群中，益生菌水平普遍较高，基本超过人群平均水平。
06 长寿者避雷专区——谣言粉碎机
信息爆炸的时代，我们可以轻易获得大量关于营养保健的信息，然而其中大多数可能是不正确或者过时的观念。
1. 减肥仅靠控制热量？
我们都知道，减肥需要燃烧比摄入更多的能量，但这不是唯一。那些遵循“卡路里摄入，卡路里消耗”方法的人通常只专注于食物的卡路里值，而不是其营养价值。这对于整体健康而言，并非最佳选择。
如果出现体内激素失调，甲状腺功能低下，代谢状况，药物使用等健康问题，可能即使在严格饮食下也难以减轻体重。
2. 高脂食物不健康？
许多人仍然担心高脂肪的食物并遵循低脂肪的饮食习惯，认为减少脂肪的摄入有益于整体健康。
膳食脂肪对于保持最佳健康至关重要。另外，低脂饮食与包括代谢综合征在内的健康风险更高有关，并且可能导致胰岛素抵抗和甘油三酸酯水平升高，这是已知的心脏病危险因素。
而且，在鼓励减肥方面，高脂肪饮食已被证明比低脂肪饮食有效（甚至更高）。
当然，无论是低脂还是高脂饮食，任何一种极端情况都可能危害健康。尽可能遵循“中庸之道”。
3.非营养性甜味剂是健康的？
市场上出现越来越多的非营养性甜味剂（NNS）的产品有所增加。显然，高糖饮食会大大增加疾病的风险，但摄入NNS也会导致不良的健康后果。
例如，摄入NNS可能会引起肠道菌群产生负面变化并促进血糖失调，从而增加2型糖尿病的发病率。
该领域的研究仍正在进行中，未来需要高质量研究来确认这些潜在的联系。
4. 你必须很瘦才能健康？
我们知道，肥胖与许多健康状况相关，包括2型糖尿病，心脏病，抑郁症，某些癌症等。
尽管如此，降低疾病风险并不是说要你必须要达到模特身材。最重要的是营养饮食并保持积极的生活方式，因为这些行为通常会改善体重和体内脂肪百分比。
5. 所有食物都用低脂和减肥食品来代替？
去超市你会发现各种标有“清淡”，“低脂”，“无脂”的产品。虽然这些产品对那些想要减少体内多余脂肪的人来说很诱人，但它们通常是不健康的选择。
研究表明，许多低脂和减肥食品所含的糖和盐要比普通脂肪食品多得多。最好不要经常食用这些产品，有时候也可以享受一下正常食物，例如全脂酸奶，奶酪和坚果黄油。
6. 钙补充剂对骨骼健康必不可少？
很多人听说添加钙补充剂以保持骨骼系统健康。但是，目前的研究表明，补充钙可能弊大于利。
例如，一些研究已将钙补充剂与心脏病风险增加联系起来。此外，研究表明，它们不会降低骨折或骨质疏松症的风险。
当然，如果你担心缺钙，最好注意下钙的饮食来源，例如全脂酸奶，沙丁鱼，豆类和种子食物等。
7.所有果汁和果汁都是健康的 ？
某些果汁营养丰富。例如，主要由非淀粉类蔬菜制成的新鲜果汁可以是增加维生素，矿物质和抗氧化剂摄入量的好方法。
然而，要知道外面买到的大多数果汁中都含有糖和卡路里。如果过量食用，会促进体重增加和其他健康问题，例如蛀牙和血糖失调。
8. 每个人都需要补充益生菌？
益生菌的概念现在越来越火。但是，研究表明，不是所有人补充益生菌都有用，搞不好有副作用。
某些人的消化系统对益生菌的定殖有抵抗力，而且通过补充剂引入益生菌可能会导致肠道细菌产生负面变化。另外，与益生菌使用相关的小肠细菌过度生长会导致腹胀，气体和其他不良副作用。
益生菌不应作为千篇一律的补充剂，而应更加个性化，最好在做完肠道菌群检测之后再确定是否需要补充益生菌，补充哪一类益生菌，这样才能真正让身体恢复健康。
9. 减肥很容易？
你可能看过很多生动的减肥前后的图片，甚至还有传奇的故事，几乎不费吹灰之力就可以迅速减肥的故事，不要随意相信。
减肥其实并不容易。它需要坚持不懈，自律，努力和耐心。另外，由于遗传或其他药物因素使某些人的减肥困难很大，我们需要正视这一切，面对它，慢慢来，给自己多一点耐心，找到一种对你有效的可持续的模式最重要。
10. 纤维补充剂是高纤维食品的良好替代品？
许多人缺乏足够的膳食纤维，这就是为什么纤维补充剂如此受欢迎的原因。尽管纤维补充剂可以改善肠蠕动和血糖控制，从而有益于健康，但它们不应代替真正的食物。
高纤维全食（例如蔬菜，豆类和水果）包含营养物质和植物化合物，它们可以协同工作以促进您的健康，并且不能完全由纤维补充剂替代。
LONGEVITY
随着时代的不断发展，旧的观念也在不断更新。曾经的认知也许是“七十古来稀”，而现如今更多的是百岁人生。
我们的追求也会越来越高，不仅是长寿，更是健康的长寿。可以预见，长寿时代将促使健康产业结构升级。
是的，微生物产业作为健康领域的其中一块，发展迅速。值得庆幸的是，在应对突如其来的疫情下，肠道微生态也在被应用于治疗，技术的革新为提高健康水平提供有力支撑，各个制度完善也在为健康领域的可持续发展构建强大保障，人类命运共同体正彰显其感召力。
而谷禾健康作为微生物产业的一员，自2012年创立起，对于科研事业一直贡献着自己的力量，与此同时，这么多年来，谷禾一直希望将科研真正服务于大众，将科研成果带给每一个人，这是我们的使命。
现如今，我们也已经看到阶段性硕果。曾经，“肠道菌群”还只是一个概念，谷禾健康从肠道菌群的研究构思，到取样专利的落地，肠道菌群检测报告逐步完善，再到样品运输的细节管理，我们都在经历从0到1的过程，勇于创新，不断摸索，在微生物产业的道路上，迈着坚定的步伐。
令我们感到欣慰的是，“肠道菌群”现已逐渐从研究过渡到临床甚至普通人群，并且从模糊的健康概念走向精准检测甚至个性化辅助治疗。
2021寄语
愿你所有努力都有回报
所有的美好都如期而至
参考文献：
Kong F, Deng F, Li Y, Zhao J. Identification of gut microbiome signatures associated with longevity provides a promising modulation target for healthy aging. Gut Microbes.
2019;10(2):210-215. doi: 10.1080/19490976.2018.1494102. Epub 2018 Aug 24. PMID: 30142010; PMCID: PMC6546316.
Rampelli S, Soverini M, D’Amico F, Barone M, Tavella T, Monti D, Capri M, Astolfi A, Brigidi P, Biagi E, Franceschi C, Turroni S, Candela M. Shotgun Metagenomics of Gut Microbiota in Humans with up to Extreme Longevity and the Increasing Role of Xenobiotic Degradation. mSystems. 2020 Mar 24;5(2):e00124-20. doi: 10.1128/mSystems.00124-20. PMID: 32209716; PMCID: PMC7093822.
Deng F, Li Y, Zhao J. The gut microbiome of healthy long-living people. Aging (Albany NY). 2019 Jan 15;11(2):289-290. doi: 10.18632/aging.101771. PMID: 30648974; PMCID: PMC6366966.
Kim BS, Choi CW, Shin H, Jin SP, Bae JS, Han M, Seo EY, Chun J, Chung JH. Comparison of the Gut Microbiota of Centenarians in Longevity Villages of South Korea with Those of Other Age Groups. J Microbiol Biotechnol. 2019 Mar 28;29(3):429-440. doi: 10.4014/jmb.1811.11023. PMID: 30661321.