运动对肠道菌群组成的影响：基于RCT的系统综述和meta分析

【作者】 王萍； 黄聪；

【机构】 浙江大学；

【摘要】 研究目的:人类的肠道拥有巨大的表面积,充满了神经和血管,是多达100万亿个微生物的居住地。肠道微生物群是定居在人类肠道的微生物菌群,它与人体的能量代谢密切相关,直接参与肠道的消化和吸收过程。因此,肠道微生物群的变化可以反映身体的健康状况,而其组成则容易受到外部环境和宿主因素的影响,如运动。横断面研究表明,运动与人类肠道微生物群的多样性和组成密切相关。对于年轻人来说,经常锻炼的人表现出更丰富的个体微生物α多样性,特别是厚壁菌门(Firmicutes)和梭状芽孢杆菌门(Clostridiales)。运动频率越高越频繁,α多样性就越丰富,这一点在运动员与健康男性和久坐对照组的比较研究中也得到了证实。此外,与优秀运动员和积极锻炼身体的年轻人相比,缺乏体育锻炼的年轻人更有可能出现较低的免疫功能,而肠道中的促炎细菌丰度更高。高水平运动员和低水平运动员在α丰富度和多样性(Shannon多样性指数和Simpson多样性指数)上也存在差异。对于老年人来说,肠道微生物群的α多样性随着年龄的增长而增加,而由衰老引起的微生物组成和功能的改变,通过定期锻炼得到重塑。与健康的老年人相比,老年定向运动员的群体内有更均匀的微生物群和更高丰度的普氏栖粪杆菌(Faecalibacterium prausnitzii),这已被证明具有有益的特性。当然,随着运动干预与肠道微生物群的探索成为运动科学和康复医学的研究热点,近年来出现了越来越多的随机对照实验。目前仅有一篇关于运动对肠道菌群影响的meta分析,其中对β多样性进行了数据描述,缺乏α多样性的数据,相关数据较为缺乏,因此需要更多的研究来揭示这些体育活动元素如何影响人类肠道微生物群。研究方法:当参与者被随机分配到运动干预组或常规护理对照组,或另一个不涉及体育活动的对照组时,随机对照试验是合格的。我们排除了改变饮食或在饮食中添加抗生素或益生菌的试验,因为饮食会对肠道微生物群的结构变化产生影响,或者可能对运动产生叠加影响。试验要求报告从基线到干预后与参与肠道菌群结构或多样性相关的数据(连续),或提供允许计算的数据。我们进行了以下数据集的搜索:PubMed,EMBase、Web of Science、知网、万方和维普,从创建到2023年2月。在NoteExpress版本3.7.0.9258中自动删除重复项。两名独立评审员应用资格标准筛选了研究标题、摘要和全文。任何分歧都由两位审稿人讨论并协商一致解决。提取纳入研究的特征数据并进行总结。用于meta分析的所有结果数据均由两位审稿人独立提取。讨论了不同意见,并参考了原始论文以达成共识。如果数据未报告或需要其他细节,则通过电子邮件联系通讯作者。两位独立评审员使用Cochrane偏倚风险工具评估偏倚风险。审稿人之间的任何分歧都通过参考全文来讨论和解决。使用RevMan5.3软件进行统计分析。如果不存在统计学异质性,则用固定效应模型对加权平均差异(WMD)和95%置信区间(95%CI)进行汇总。如果p<0.05且I~2>50%,则存在统计学异质性。如果异质性仍然很大,则采用随机效应模型进行分析。研究结果:通过搜索共发现了23,738份报告,在去除重复内容后,筛选了18,074个研究的标题和摘要。其中,93个研究进行了全文筛选,19项研究被纳入审查,其中9项被纳入荟萃分析。大多数试验招募了患病风险增加的参与者或患病人群(n=10)和/或不活跃的参与者(n=9)。有氧运动是大多数干预的主要采用的干预方式(n=6),其次是有氧和抗阻训练结合(n=5),另外还有太极(n=4),抗阻训练(n=2),HIIT(n=1),HIIT和抗阻训练结合(n=1),飞力士棒(n=1)。干预时间均在1小时以内(n=19),干预时间约1/3为8周(n=7),干预频次多为3～5天/周(n=17)。与对照组相比,运动干预似乎显著降低了Shannon指数(-1.42[-1.55,-1.29],p<0.00001;表2),异质性显著(I~2=99%,p<0.00001)。经敏感性分析调整后,Shannon指数与对照组相比无明显变化(0.06[-0.11,0.22],p=0.51),异质性不显著(I~2=0%,p=0.85)。运动干预后Chao1(21.08[-1.45,43.61],p=0.07)和Ace(20.05[-2.44,42.55],p=0.08)升高,异质性不显著(I~2=0%,p=0.82;I~2=0%,p=0.86)。Simpson(-0.02[-0.05,0.00],p=0.11)和Observedspecies(7.55[-15.24,30.34],p=0.52)无显著性变化,异质性不显著(I~2=25%,p=0.26;I~2=0%,p=0.52)。与对照组相比,运动干预显著增加拟杆菌门(0.07[0.01,0.13],p=0.01;表3),异质性显著(I~2=98%,p<0.00001)。厚壁菌门(-0.06[-0.13,0.00],p=0.06)、变形菌门(-0.00[-0.02,0.01],p=0.86)和放线菌门(-0.01[-0.03,0.02],p=0.69)变化不显著。拟杆菌门、厚壁菌门和放线菌门具有显著的异质性(I~2=98%,p<0.00001;I~2=87%,p<0.00001;I~2=91%,p<0.00001;),变形菌门不存在显著异质性(I~2=47%,p=0.11)。调整敏感度分析后,拟杆菌门与对照组相比仍有明显增加(0.08[0.02,0.14],p=0.006),异质性较低(I~2=66%,p=0.05)。厚壁菌门显示出明显的减少(-0.07[-0.14,0.00],p=0.04),异质性较低(I~2=59%,p=0.09)。放线菌仍无明显变化(0.00[-0.03,0.03],p=0.92),异质性较低(I~2=0%,p=0.85)。体育活动干预措施与对照组相比,细菌属明显增加(0.06[0.00,0.12],p=0.04;表4),异质性较大(I~2=93%,p<0.00001)。调整敏感度分析后,与对照组相比,拟杆菌属(Bacteroides)仍有明显增加(0.06[0.00,0.12],p=0.04),异质性较低(I~2=46%,p=0.17)。研究结论:通过运动可以提高肠道菌群的多样性,但未达到显著性。此外运动可以通过增加拟杆菌门和拟杆菌属,以及降低厚壁菌门改善肠道菌群的结构。更多还原