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咖啡作为全球范围内最广泛消费的饮品之一，其健康益处早已被广泛研究，包括降低全因死亡率、心血管疾病风险、2型糖尿病及多种癌症的发病率。然而，咖啡的健康作用背后所涉及的肠道微生物调节机制仍未完全明确。美国哈佛大学和意大利特伦托大学的研究人员从多组学角度出发，探讨了咖啡摄入与肠道微生物之间的具体关联，尤其聚焦于一种最近被发现的细菌物种——Lawsonibacter asaccharolyticus，并揭示了咖啡对肠道微生态系统的显著影响。本文从
一、研究背景与目标
咖啡的代谢与健康益处：咖啡中富含的多酚化合物（如绿原酸）和咖啡因被认为是其健康效益的主要来源。这些化合物在人体代谢过程中，会与肠道微生物发生复杂的相互作用。然而，关于特定肠道微生物如何响应咖啡代谢及其对宿主健康的影响，仍然缺乏系统研究。
肠道微生物的关键角色：肠道微生物群对人体健康至关重要，其组成和功能与饮食习惯密切相关。此前的研究已表明，咖啡摄入可以影响一些微生物属的相对丰度，如Prevotella和Faecalibacterium，但其具体机制尚未充分揭示。
研究目标：研究通过分析超过22,000个宏基因组样本及其他多组学数据，探讨了咖啡摄入与肠道微生物的关联，并重点揭示了Lawsonibacter asaccharolyticus在这一过程中的重要作用。研究不仅验证了咖啡对该物种的直接促生长作用，还揭示了与其代谢相关的分子机制。
二、研究设计与方法
数据来源与分组：研究包含多个队列（如ZOE PREDICT队列、MBS和MLVS队列），共分析了来自美国和英国的54,198份宏基因组样本，以及22,867份详细的饮食频率问卷（FFQs）。根据咖啡摄入量，将参与者分为“从不饮用”“适量饮用”和“高频饮用”三组。
宏基因组和代谢组学分析：通过MetaPhlAn 4和先进的机器学习算法，研究识别了与咖啡摄入显著相关的微生物物种，并通过质谱技术测定了咖啡饮用者血浆中的代谢物浓度，进一步揭示了代谢通路的关键节点。
实验验证：研究还进行了体外实验，验证咖啡对Lawsonibacter asaccharolyticus生长的直接影响，测试了不同浓度和种类的咖啡（包括含咖啡因和去咖啡因）对该菌株的刺激作用。
三、研究结果
Lawsonibacter asaccharolyticus的显著关联：在所有受试者中，Lawsonibacter asaccharolyticus的丰度与咖啡摄入量呈正相关。高频咖啡饮用者中，该菌种的丰度较非饮用者提高了4.5至8倍，且该趋势在多个队列中高度一致。研究还发现，去咖啡因咖啡与Lawsonibacter asaccharolyticus之间的关联同样显著，表明这种关系独立于咖啡因。
咖啡的直接促生长作用：体外实验表明，咖啡能够显著促进Lawsonibacter asaccharolyticus的生长，无论是含咖啡因咖啡还是去咖啡因咖啡，在培养基中均表现出类似的刺激效应。而对于其他控制菌种（如Escherichia coli和Bacteroides fragilis），咖啡在高浓度时反而抑制了其生长。
代谢组学分析：咖啡饮用者血浆中含有多种咖啡代谢物，包括绿原酸、奎宁酸及其衍生物。这些代谢物的浓度与Lawsonibacter asaccharolyticus的丰度呈显著正相关，进一步支持了该菌种在咖啡代谢中的关键作用。
全球层面的流行特征：Lawsonibacter asaccharolyticus主要分布于西方饮食习惯人群，特别是在高咖啡消费国家（如芬兰、瑞典）中，其丰度和流行率显著提高。这种模式在非西方化社区中则不明显，说明咖啡是其关键驱动因子。
四、讨论与意义
咖啡与肠道微生物的复杂关系：研究从宏基因组和代谢组层面揭示了咖啡与肠道微生物之间的具体互动，尤其是Lawsonibacter asaccharolyticus作为一种关键响应菌种，其丰度受到咖啡代谢产物的显著调节。
咖啡因的独立性：虽然咖啡因是咖啡的主要活性成分，但研究发现去咖啡因咖啡对Lawsonibacter asaccharolyticus的促进作用同样显著。这表明咖啡中的多酚化合物可能是主要驱动力，而非单一依赖于咖啡因。
对健康的潜在影响：Lawsonibacter asaccharolyticus的丰度与咖啡代谢物（如奎宁酸）的浓度显著相关，这些代谢物已被证明具有抗炎、抗氧化等健康益处。未来有必要进一步研究该菌种在宿主健康中的具体机制。
全球化的健康饮食策略：通过揭示特定食物与肠道微生物的精准互动，研究为开发以饮食调控微生物的个性化健康方案提供了科学依据。例如，针对肠道微生物失调人群，可以考虑设计基于咖啡或其活性成分的补充方案。
五、未来展望
机制研究：未来应进一步研究Lawsonibacter asaccharolyticus如何代谢咖啡中的特定化合物，并揭示其对宿主代谢和健康的直接影响。
饮食干预：设计以咖啡或其提取物为基础的膳食干预实验，评估其对肠道微生物组及整体健康的长期影响。
多样性验证：扩展研究到更多种族和生活方式群体，验证Lawsonibacter asaccharolyticus的普适性作用。
研究通过多组学分析，揭示了咖啡与肠道微生物之间的具体关联，并确认了Lawsonibacter asaccharolyticus在这一过程中的核心角色。这不仅加深了对咖啡健康效益机制的理解，也为开发基于微生物组的个性化饮食干预提供了新思路。
参考文献：
Manghi P, Bhosle A, Wang K, et al. Coffee consumption is associated with intestinal Lawsonibacter asaccharolyticus abundance and prevalence across multiple cohorts. Nat Microbiol. [2024-11-18]. doi: 10.1038/s41564-024-01858-9. Epub ahead of print.PMID: 39558133.、、、
