含糖饮料摄入、肠道微生物组、循环代谢物与糖尿病风险的关系

众所周知，饮用含糖饮料会增加患糖尿病的风险，但这种关系背后的机制尚不清楚。现在，在一篇于1月31日发表在Cell Press期刊《细胞代谢》上的论文中，研究人员表明，微生物群落微生物产生的代谢物可能在这个过程中起到一定作用。在这项针对美国西班牙裔/拉丁裔成年人的长期队列研究中，研究人员发现了高糖饮料摄入者微生物群落微生物群和血液代谢物之间的差异。这些含糖饮料饮用者的代谢物谱型变化与随后10年内糖尿病发病风险增加有关。由于其中一些代谢物是由微生物群落微生物产生的，这表明微生物组可能介导了含糖饮料与糖尿病之间的关联。

“我们的研究提出了一个潜在机制来解释为什么含糖饮料对新陈代谢有害。虽然我们的发现是观察性的，但它们为利用微生物群落微生物组进行糖尿病预防或管理策略提供了见解。”该研究的资深作者、爱因斯坦医学院的流行病学家祁奇斌（Qibin Qi）说道。

含糖饮料是美国成年人饮食中添加糖的主要来源。2017年和2018年，美国成年人每天平均从含糖饮料（如苏打水和加糖果汁）中摄取34.8克添加糖。祁奇斌表示：“相比固体食物中的添加糖，饮料中的添加糖更容易被吸收，而且它们的能量密度非常高，因为它们只是糖和水。”

此前在欧洲和中国进行的研究已经表明，含糖饮料会改变微生物群落微生物组的组成，但这是首次研究这种微生物变化是否影响宿主的新陈代谢和糖尿病风险。这也是首次在美国西班牙裔/拉丁裔人群中进行的相关研究——这个群体的糖尿病发病率较高，并且已知他们摄入大量含糖饮料。

研究团队使用了正在进行的“西班牙裔社区健康研究/拉丁裔研究”（Hispanic Community Health Study/Study of Latinos，HCHS/SOL）的数据，该研究收集了来自圣地亚哥、芝加哥、迈阿密和布朗克斯超过16,000名参与者的资料。在初次访问时，参与者回忆了过去24小时内的饮食情况，并抽取血液以表征其血清代谢物。研究人员在后续访问中收集了一部分参与者（n=3,035）的粪便样本，并表征了他们的微生物群落微生物组，以此数据来确定含糖饮料摄入量、微生物群落微生物组组成和血清代谢物之间的关联。

研究发现，每天饮用两种或更多含糖饮料的高摄入量与九种细菌种类丰度的变化有关。其中四种细菌已知能产生短链脂肪酸——这些分子是在细菌消化纤维时产生的，已知对葡萄糖代谢有正面影响。总体而言，与含糖饮料摄入呈正相关的细菌种类通常与更差的代谢特征相关。有趣的是，这些细菌与非饮料来源的糖摄入无关。

研究人员还发现了含糖饮料消费与56种血清代谢物之间的关联，包括几种由微生物群落微生物或其代谢产物衍生的代谢物。这些与糖相关的代谢物与更差的代谢特征有关，包括空腹血糖和胰岛素水平升高、更高的体重指数（BMI）和腰臀比，以及较低的高密度脂蛋白胆固醇（“好”胆固醇）水平。值得注意的是，这些代谢物水平较高的人在未来10年内患糖尿病的可能性更大。

“我们发现几种与微生物组相关的代谢物与糖尿病风险有关，换句话说，这些代谢物可以预测未来的糖尿病。”祁奇斌说。

由于微生物群落微生物组样本仅从一部分参与者中收集，研究人员的样本量不足以确定任何微生物群落微生物种类是否直接与糖尿病风险相关，但这将是他们进一步研究的方向。

“未来，我们希望测试这些细菌和代谢物是否可以介导或至少部分介导含糖饮料与糖尿病风险之间的关联。”祁奇斌说。

研究团队计划在其发现的基础上，在其他人群中验证结果，并扩展分析，探讨微生物代谢物是否涉及其他与糖摄入相关的慢性健康问题，如心血管疾病。

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