近日,暨南大学张芬研究员/丁郁教授等在《Cell Metabolism》上发表题为“Dietary urbanization destabilizes host-gut microbiome homeostasis and informs precision nutrition for human health”的综述性论文。本文第一完成单位为暨南大学,张芬研究员为本文的第一作者和共同通讯作者,团队负责人丁郁教授为本文的共同通讯作者。
导读
肥胖症、2型糖尿病、心血管疾病及炎症性肠病等非传染性疾病(NCDs)的全球性流行,已成为现代公共卫生体系的严峻挑战。这篇重磅综述,基于对全球数据的系统分析,清晰勾勒出“饮食城市化”这一驱动因素如何深刻破坏宿主-肠道微生物组稳态,并有力阐释了这种失衡如何与NCDs发病率的攀升构成因果关联。尤为关键的是,该综述开创性地提出了一套微生物组导向的精准营养分层框架。该综述汇集了中国、美国、德国顶尖研究机构在食品科学、肠道微生物学、临床医学、公共卫生营养学领域的深度协作,提供了跨学科视角的综合证据链。
1. 城市化进程中的饮食和疾病变迁
人口向城市的迁移重塑了全球膳食格局。城镇居民偏向预制食品(能量密集、富含油脂/精制糖/盐),而天然纤维与植物营养素摄入显著降低。作者利用185国(1990-2018年)的数据分析显示:城市化进程与非传染性疾病患病率呈显著同步上升趋势。
该膳食结构剧变触发关键健康隐患-“进化时差”:人类漫长进化形成的基因组及其共生微生物群,无法快速适应现代饮食造成的肠道菌群剧烈改组。这导致机体稳态系统性失衡,是全球慢性病负担激增的根本病理成因。

图1. 全球饮食模式和慢性非传染性疾病发病率的变化(1990-2018)
2. 城市化进程中的微生物群演变
全球范围的城市扩张正急剧削弱人类肠道菌群的复杂性与丰富度。该综述通过剖析全球多样化区域的对比研究数据,揭示城市生活方式催生的广泛菌群变化规律。城市化导致人群肠道核心菌群从普雷沃氏菌型向拟杆菌型转变。尤为关键的是,这些结构性更迭与菌群功能演替密不可分:城市化菌群复杂碳水化合物分解效能与有益代谢产物合成能力削弱,其黏膜多糖降解及抗药基因表达等功能反而有所增强。

图2. 全球不同地区城市和农村差异的微生物
3. 饮食城市化破坏宿主-微生物组互作机制
该研究进一步详细阐述了城市化饮食可能破坏宿主-微生物组相互作用的机制,包括1)宏量营养素结构剧变驱动菌群失衡;2)加工添加剂扰乱微生物生态;3)深加工工艺造成双重损害;4)摄食节律紊乱干扰系统同步。

图3. 城市化饮食破坏宿主与微生物群相互作用的机制
4. “逆城市化”饮食策略重塑肠道微生物组
该研究进一步提出通过传统饮食模式的逆向重构可修复菌群生态,核心路径包括:1. 传统膳食成分再引入-借鉴地中海/东亚等地域性原型膳食框架(高纤维植物、发酵品、功能性子实体),靶向富集短链脂肪酸产生菌,改善微生物衍生代谢物谱,同时抑制黏膜屏障降解菌群;2. 摄食节律重置-采用周期性能量限制模型(如间歇性禁食)重构宿主-微生物昼夜振荡耦合,激活代谢物节律性分泌并校正昼夜节律紊乱。

图4. “逆城市化”饮食策略
5. 微生物组导向的精准营养分层框架
基于上述认识,研究者开创性地提出了一种基于微生物组数据的精准营养干预策略。该策略的核心突破在于协同调控人群间差异(如地理、遗传、文化背景形成的微生物组基线)与个体内特异性(独有微生物组成及功能状态),为超越普适性饮食指南、转向个性化干预奠定了理论基础。通过定制化膳食方案重塑菌群结构,激发饮食驱动的宿主-微生物互作协同效应,可显著提升非传染性疾病防治效能,实现更精准的城市化相关健康风险管控。

图5. 微生物组导向的精准营养双层框架
原文链接https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(25)00398-5#sec-12
作者简介

张芬,博士,研究员,博士生导师,暨南大学食品科学与工程系副系主任,国家高层次青年人才。主要研究方向为食品营养、肠道微生态与人体健康,聚焦肠道基石功能菌挖掘及菌群调控机制的研究。主持国家级青年人才项目、国家自然科学基金“面上项目”、青年科学基金项目以及国家重点研发计划子课题等多项国家级课题。作为通讯作者或第一作者,在Cell Metab、Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol、The Lancet Microbe 、Nat. Commun 、Gastroenterol (3篇)、Gut(2 篇)、Microbiome 、Gut Microbes、 The Innovation等顶级期刊发表论文。担任国家保健食品注册审评核查专家,中国微生物学会益生菌专委会委员,中国医药教育协会微生态与健康专委会委员,广东省医学会微生态医学分会委员会委员,热心肠智库专家,及 The Innovation杂志青年编委。

丁郁,暨南大学“彭磷基”青年讲席教授,国家海外高层次青年人才。致力于食品微生物安全与营养的基础与应用基础研究。广东省“微生物安全与健康”重点实验室常务副主任,国家重点研发计划项目首席,第一届国家微生物种业产业技术创新战略联盟常务理事、副秘书长,第三届全国特殊食品标准化技术委员会委员,第四届农业农村部农产品加工标准化技术委员会委员等。Food Safety and Health副主编,Applied Food Research、Food and Agricultural Immunology编委等。荣获广东省科学技术进步特等奖1项,广东省“丁颖”科技奖,中国轻工业联合会科技进步一等奖2项,中国食品科学技术学会科技创新奖-技术进步一等奖2项,中国食品科学技术学会青年科技奖。迄今已在Coordination Chemistry Reviews,Chemical Engineering Journal,Biotechnology Advances等期刊上发表SCI论文190余篇,获授权国家发明专利79件。
图文:张芬
初审:彭喜春
终审:徐磊