本期推荐上海交通大学附属第六医院Yueqiong Ni等人2023年9月发表于Cell Metabolism的一篇临床与基础相结合的研究文献。该研究通过一项为期4个月的前瞻性饮食随机对照试验，证明了抗性淀粉作为一种MDF在降低NAFLD患者肝内甘油三酯中的有效性，揭示了作为重要中介物的肠道微生物菌群的组成和功能。

在接受为期4个月的干预后，RS组的主要观察指标IHTC明显低于CS组。相对于CS组，RS组IHTC的绝对变化和相对变化分别为9.08%（95% CI：11.91%到6.26%）和39.42%（95% CI：56.13%~22.72%）。RS的干预显著降低了IHTC和BMI，并改变了研究期间的腹部脂肪分布，包括皮下内脏脂肪面积（SFA）和内脏脂肪区域（VFA），RS组的体重、BMI、腰围、臀围、腰臀比显著降低。RS组的脂肪百分比、脂肪质量的降低以及VFA、SFA的减少都显著高于CS组。

在器官功能、炎症和代谢紊乱方面两组也有一些差异。RS组比CS组血压明显降低，提示心血管功能改善；RS组的ALT、AST、GGT明显降低，提示肝损伤减轻；血清NAFLD生物标记物FGF21在RS干预过程中有下降；RS组的TC、TG、LDL-C明显降低，提示血脂异常改善。空腹和餐后血糖水平在两组间没有显著差异，但与CS组相比，RS组的空腹和餐后胰岛素水平、HOMA-IR、Adipo-IR均显著降低，提示胰岛素抵抗改善。RS组的循环脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）水平以及包括MCP-1、IL-1β、TNF-α在内的其他炎症标志物，表明炎症减轻。

对干预前后RS组和CS组参与者的血清和粪便样本进行靶向代谢组学研究，检测血清中的30种氨基酸（AA）和26种胆汁酸（BA），以及粪便中的10种短链脂肪酸（SCFA）和18种胆汁酸。结果显示，RS组粪便BA、血清BA和血清AA发生显著变化，CS组无显著变化，粪便中SCFA代谢物未见差异。10项基线时在RS组和CS组之间无差异的代谢物（包括缬氨酸、苯丙氨酸和α-氨基丁酸）在干预结束时存在两组间的显著差异。

对重要代谢物与患者临床指标进行Spearman相关分析，并校正肥胖相关临床数据（BMI、腰臀围、VFA、SFA、脂肪百分比等）后发现，多种代谢物（丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸和酪氨酸）与IHTC水平呈显著正相关，氨基丁酸与IHTC水平呈负相关，BCAA、血清牛磺胆酸（TCA）和血清糖胆酸（GCA）与ALT、AST和GGT显著相关，血清丙氨酸、α-氨基丁酸和缬氨酸水平与血清TG相关。

对50名参与者干预前后的粪便标本进行宏基因组测序，采用基于MetaPhlAn2衍生的分类图谱，对微生物区系alpha多样性（丰度、辛普森指数和Faith系统发育多样性）和beta多样性（加权UniFrac距离）进行比较。结果显示，alpha多样性和beta多样性在基线相似，但在干预4个月后RS组和CS组间存在明显差异。干预后RS组的alpha多样性低于CS组。这一结果与既往的人体和动物研究结果一致。Spearman相关性分析显示，粪便拟杆菌与IHTC、ALT、AST呈正相关，而副拟杆菌在干预后的丰度显著低于CS组，并且其显著相关性最高（大部分为正相关）。

使用接受RS或CS干预后的人类供体粪便标本对小鼠进行粪菌移植（FMT）以研究RS诱导的肠道微生物菌群改变与肝脂肪变性减少之间的潜在因果关系。将小鼠随机分为RS组和CS组，以高碳水化合物饮食（HFHC）饮食喂养11周，再使用多种抗生素（氨苄西林、新霉素、甲硝唑、万古霉素）处理1周，随后进行4天的洗脱以消除微生物。在厌氧工作站中收集供体新鲜粪便标本共4例（RS和CS各2例），处理后每份粪便标本通过灌胃移植到4只经过抗生素处理的小鼠体内。

组织学评估显示，与CS供体相比，来自RS供体的FMT小鼠肝脂肪变性、气球样变、炎症和NAFLD活动性评分显著降低。RS组小鼠肝脏中的ALT、AST、TG、TC水平也都较低。相比CS供体，来自RS供体的FMT可显著降低体重和肝脏重量，并可观察到葡萄糖代谢的改善、尤其是胰岛素敏感性的显著增加。RS组血清FGF21水平明显降低，同时伴有脂肪组织中FGF21受体、共受体和脂联素的表达增加。

在分子水平上，来自RS供体的FMT降低了小鼠肝脏中与炎症、巨噬细胞和中性粒细胞招募相关的标记基因的表达，降低了肝脏中脂肪生成的基因表达，促进了脂解相关基因的表达。编码紧密连接蛋白的基因表达增加导致肠道屏障完整性的改善，同时血清LPS显著减少，提示可能减轻全身炎症。接受RS供体FMT的小鼠结肠内容物中的BCAA水平与CS供体相比显著降低。

使用MetaCyc数据库分析肠道微生物群的功能潜力，检测RS和CS干预组的功能差异。RS干预后，淀粉降解的微生物群功能电位显著增加，而CS组没有这种变化。在负责碳水化合物代谢的特定基因家族中，4个月的RS干预显著改变了14个碳水化合物活性酶（CAZy）家族的丰度，CS干预后也有14个CAZy家族的丰度发生显著变化，而CS组和RS组改变的家族之间没有交叉。

RS和CS组中与LPS生物合成或输出相关的KEGG功能模块的丰度有改变，RS组中M00060（合成）和M00320（输出）均有显著变化，CS组中M00063（合成）和M00064（合成）有显著变化。LPS作为一种促炎细菌化合物，可以降低肠道屏障功能，增加肠道菌群易位，在NAFLD的发展中加速肝脏脂肪变性，而干预后RS组的粪便拟杆菌特异性LPS生物合成电位(M00060)显著低于CS组，提示RS干预后粪便拟杆菌特异性LPS合成减少。

在RS组与IHTC显著相关的KEGG功能模块中发现4个与BCAA生物合成相关的模块，有3个高度贡献的驱动物种（粪便拟杆菌、解木聚糖拟杆菌、纤维素类杆菌）参与了这4个BCAA模块和IHTC之间的相关性。其中，粪便拟杆菌的丰度与IHTC、ALT、AST和血清缬氨酸相关，对4个模块(包括M00019)的缬氨酸/异亮氨酸生物合成的平均驱动作用最强。

该研究进一步对来自两个已发表的NAFLD队列的宏基因组数据进行了重新分析，结果显示，在一个中国队列中，NAFLD患者的粪便拟杆菌丰度明显高于无NAFLD者，而在一个欧洲队列中，经肝活检诊断有中重度肝脂肪变性的患者的粪便拟杆菌丰度比无或轻度肝脂肪变性者更高。

该研究进一步探索了粪便拟杆菌对NAFLD进展的潜在因果关系。将小鼠分为三组，对照组仅以HFHC饮食喂养，另两组HFHC饮食喂养同时予以活菌或热灭活的粪便拟杆菌5×10⁹CFU/天灌胃共8周。采用特异性引物qPCR测定各组小鼠粪便中粪便拟杆菌的丰度。Real-time PCR结果显示，与仅使用HFHC饮食的小鼠相比，活菌组的粪便中粪便拟杆菌量显著增加。活菌组小鼠血清ALT水平升高1.8倍、AST无明显变化，热灭活菌组小鼠ALT水平亦有升高。

组织学评估显示，与对照组相比，活菌组小鼠的肝脂质积累、炎症细胞浸润和纤维生成均显著增强。热灭活菌组小鼠的肝脏组织学病变也有进展。与组织学改变相一致，活菌组小鼠肝脏TG水平高出2倍以上。热灭活菌组小鼠肝脏TG含量明显低于活菌组。活菌组和热灭活菌组小鼠血清LPS水平显著升高。

该研究还探究了肝组织中炎症和纤维生成标志物的转录以评估粪便拟杆菌在分子水平上的特异性影响。与较高的组织学评分一致，在活菌组的小鼠中，参与促炎反应、炎症细胞浸润和胶原形成的基因表达显著升高。热灭活菌组小鼠中炎症激活相关基因的表达也有升高。由于粪便拟杆菌在肠道微生物BCAA生物合成和IHTC之间的相关性中有很强的驱动作用，进一步测定了小鼠粪便中BCAA的水平发现，活菌组小鼠粪便中缬氨酸和异亮氨酸水平显著增加。

有研究显示缬氨酸与IHTC之间存在显著相关性，可能直接影响肝脏脂肪积累，从而影响NAFLD的发病机制。将细胞与粪便拟杆菌共培养后取培养上清液进行靶向代谢组学分析，结果显示活菌培养上清显示出显著的BCAA（尤其是缬氨酸）积累，并且呈时间依赖性，提示粪便拟杆菌可能是通过促进BCAA的产生和积累来促进小鼠NAFLD的进展。

膳食补充RS可能是通过改变肠道菌群组成和功能来治疗NAFLD的一种策略。

该研究以一项为期4个月的NAFLD患者随机安慰剂对照临床试验为起点，通过一些宏基因组学和代谢组学分析，表明RS可能是一种新颖的、性价比较高的NAFLD微生物靶向治疗的选择。

RS可以降低5.89%的IHTC，减轻NAFLD患者的肝损伤和全身炎症反应。在RS对NAFLD的有益改善作用中，肠道微生物群组成和功能的化是一个重要的中介因素，其中就包括粪便拟杆菌，它能够部分通过促进LPS和BCAA的产生来加重NAFLD，对于进一步阐明NAFLD的发病机制提供了理论依据。

该研究也有一些局限性。首先，该研究中NAFLD的纳入标准为由超声诊断的肝脂肪变性，纳入的NAFLD患者并非全部经由肝活检这一“金标准”进行确诊，可能存在一定的选择偏倚。其次，在基线和最后一次随访时均采用问卷的方式来采集参与者生活方式和膳食相关的信息，也可能存在一定的回忆偏倚。总体来说，该研究可能有助于进一步发展创新的基于微生物组的治疗方法，后续研究有很大的科学探索价值和临床应用潜力。