冠心病（CHD）是世界各国和中国的主要死因，高胆固醇血症被认为是CHD的重要危险因素。燕麦和燕麦产品已被证明具有降低胆固醇的能力，最近的荟萃分析证实，燕麦-β葡聚糖对低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C），非高密度脂蛋白胆固醇（非HDL-C）和其他CHD标志物具有显着的降低作用。同样，一项荟萃分析显示，β-葡聚糖的摄入量与总胆固醇（TC）和LDL-C水平呈反比关系;此外，该荟萃分析的结果还表明β-葡聚糖与降胆固醇作用之间存在剂量-反应关系。

在不同的饮食干预中，燕麦降低LDL-C的效果有很高的异质性，可能是由于测试产品的差异，也可能是由于被试者的个体差异。人类肠道微生物群受到膳食因素如纤维和多酚的调节，，反过来，在复杂植物分子的降解中发挥重要作用。肠道微生物群因地理位置不同而不同，这代表了由人群特定饮食和生活方式驱动的重要混杂因素。事实上，Andersson等人提出，肠道微生物群组成和BA代谢可能会影响对燕麦的降低胆固醇反应。此外，通过与免疫系统相互作用并通过产生生物活性化合物，如短链脂肪酸（SCFAs，如醋酸盐，丙酸盐和丁酸盐），肠道微生物群似乎在个体对饮食的反应中发挥重要作用，影响宿主的新陈代谢和疾病风险。Connolly等人最近进行的研究探索了全谷物燕麦片对降低高胆固醇血症患者胆固醇水平的影响，发现食用45克全谷物燕麦片6周后，TC水平和LDL-C显著降低，还观察到与对照组相比，食用燕麦的受试者的粪便微生物群中双歧杆菌和乳酸杆菌的丰度显著增加。因此，燕麦和大麦诱导肠道微生物群内的变化，可能有助于燕麦的降胆固醇作用。然而，很少有研究对燕麦诱导的胆固醇变化和肠道微生物群的变化进行共同分析。

本研究将来自中国三个研究中心（北京，南京和上海）的轻度高胆固醇受试者，每天食用80克燕麦或大米并持续45天，而后测量血浆脂质谱，短链脂肪酸（SCFAs）和粪便微生物群，通过宏基因组学和代谢组学的方法探讨中国轻度高胆固醇血症人群血脂、肠道菌群和血浆SCFAs的关系。

1、参与者人口统计信息

本研究最终纳入187名受试者，对照组93名，燕麦组94名。基线时各组间一般人口特征无显著差异（见表1）。

2、血脂参数变化

结果显示，与基线（第0天）相比，燕麦组在30天和45天干预后的TC显著下降（p <0.001，p<0.001，表2）。与基线（第0天）相比，燕麦组在第30天和第45天TC分别下降了5.7%和8.7%(图1)。在对照大米组中，TC第30天和第45天分别显着降低3.0%和3.9%（p = 0.002，p = 0.001）。 在第45天，燕麦组和对照组之间的TC有显着差异（p = 0.011）。

与基线（第0天）相比，燕麦组30天和45天干预后LDL-C显着降低（p <0.001，p <0.001，表2)。 燕麦组30天后LDL-C显著下降7.6%，45天后LDL-C下降9.1%(图1)。

3、微生物群的变化（qPCR和宏基因组学）

qPCR的目标微生物群计数表明，与基线（第0天）相比，燕麦摄入显着增加了muciniphila和Roseburia的丰度(p = 0.04,p = 0.02，见表3)。在燕麦组中，双歧杆菌(Bifidobacterium)和prausnitzii的丰度有增加的趋势，尽管没有统计学意义（分别p = 0.51, p = 0.32)。观察到两组乳酸菌种群有降低的趋势(对照:p = 0.15;燕麦:p = 0.56)。对于列举的其他细菌，在治疗前后或治疗组之间在任一时间点没有差异。

4、使用宏基因组学改变微生物群

在两组中，共鉴定出450种细菌。微生物多样性指数（包括α和β多样性）没有显著差异(补充图S1-5)。然而，但干预后，特定细菌在种属水平上存在显著差异。物种水平的单因素分析表明，干预45天后，燕麦组颊普雷沃氏菌(Prevotella buccae)、丁二酸杆菌(Dialister succinatiphilus)、人类罗斯伯菌（Roseburia hominis）、交叉丁酸弧菌(Butyrivibrio crossotus)、假刺双歧杆菌(Bifidobacterium pseudoatenulatum)和共生梭菌(Clostridium symbiosum)的相对丰度显著高于对照组(p< 0.05）而未分类的f-Sutterellaceae、Megamonas hypermegale、Clostridium nexile和Roseburia vorans则显著减少(图2A)。

此外，在属水平上，与对照组相比，燕麦摄入量显著增加了dialister、Butyrivibrio和Paraprevotella的相对丰度，减少了未分类的f-Sutterellaceae(图2B)。这些发现表明，燕麦的摄入导致了肠道微生物群中特定成员的显著变化。

通路分析表明，食用燕麦45天诱导脂肪酸代谢和脂肪酸生物合成等代谢途径存在显著差异（如图3A-C所示）。

CAZy数据库表明，在燕麦干预后，各种碳水化合物酶谱出现了一些变化，包括碳水化合物酯酶和糖基转移酶的增加，如图4所示。

5、微生物群与血脂参数的关系

相关结果表明，在燕麦组中，双歧杆菌与LDL-C呈负相关(p = 0.01,r =−0.31)。 乳酸杆菌与LDL-C呈正相关(p = 0.03, r = 0.29)。

TC和LDL-C与普氏粪杆菌（Faecalibacterium prausnitzii)呈负相关(p = 0.02, r =−0.29;P = 0.03, r =−0.27)。HDL-C与罗斯氏菌(Roseburia)呈负相关(p = 0.01,r =−0.31)(图5A)。对照组中，阿克曼氏粘蛋白降解菌(Akkermancia muciniphila)与HDL-C呈负相关(p = 0.006, r =−0.40)，拟杆菌科(Bacteroidaceae)与TC呈正相关(p = 0.01,r = 0.31)(图5B)。

6、SCFA 变化

与第0天相比，燕麦摄入45天显著提高了血浆乙酸(p = 0.03)和丙酸(p = 0.05)水平；值得注意的是，对照组也有类似的增加(乙酸p = 0.01，丙酸p = 0.009)。在其他SCFAs中未发现燕麦摄入的显著影响。此外，对于所有已测定的SCFAs，两组SCFAs的变化模式相似。表4显示了试验过程中各组间和组内血浆SCFAs的详细变化。

7、微生物群变化与SCFA变化的关系

结果表明，在燕麦组中，肠杆菌科与丁酸和戊酸呈显著正相关(p <0.001， r = 0.51;P = 0.045,r= 0.26)，与异丁酸呈负相关(P = 0.001, r=−0.42)。罗斯氏菌与丙酸，丁酸和戊酸呈显著正相关(p = 0.04,r = 0.26;p<0.001, r = 0.57;p<0.001, r = 0.43)，但与异丁酸和己烯酸呈负相关（p = 0.01，r = −0.42;p = 0.04，r = −0.27）。 普氏粪杆菌与异丁酸呈负相关（p = 0.001，r = −0.41），但与丁酸和戊酸呈正相关（p = 0.005，r = 0.35; p = 0.002，r = 0.38，分别）。 详细的相关系数如图6A所示。

对照组中，双歧杆菌与乙酸、丙酸、己酸呈显著正相关(p = 0.01, r = 0.34;P = 0.03, r = 0.28;P = 0.02, r = 0.32)。 嗜粘液阿克曼西亚菌与乙酸呈显著正相关(p = 0.02, r = 0.37)。肠杆菌科与丁酸、戊酸呈显著正相关(p<0.001，r=0.59; p = 0.01，r = 0.33，但与异丁酸负相关（p = 0.001，r = −0.44）。罗斯氏菌与丁酸、戊酸呈显著正相关(p<0.001，r = 0.41; p < 0.001， r = 0.57;p = 0.04，r = 0.26）。普拉氏梭杆菌与丁酸呈显著正相关(p = 0.03, r = 0.29)。产气荚膜梭菌与异丁酸、异戊酸呈显著正相关(p = 0.02, r = 0.45;P = 0.03,r = 0.45)。 详细的相关系数如图6B所示。

8、SCFA变化与血脂参数的关系

结果表明，在所有参与者中，异丁酸与LDL-C呈正相关（r = 0.21，p = 0.006）。 此外，异戊酸与TG（r = 0.25，p = 0.001）和非HDL-C（r = 0.20，p = 0.012）呈正相关。 HDL-C与丁酸（r = −0.20，p = 0.009），异戊酸（r = −0.23，p = 0.003）和戊酸（r = −0.17，p = = 0.029）呈负相关。

在燕麦组中，HDL-C与戊酸呈负相关（p = 0.02，r = −0.25）。TG与燕麦组中的异戊酸（p = 0.03，r = 0.23）呈正相关。此外，在燕麦组中，LDL-C和丙酸（p = 0.049，r = 0.22）和LDL-C与异丁酸之间呈正相关（p = 0.02，r = 0.24）。 醋酸：丙酸盐比值与LDL-C之间存在显著的负相关关系（r = −0.30，p = 0.005）。 所有参与者和每组的详细相关系数分别显示在图7A-C中。

综上，本项随机对照研究中，来自我国三中心（北京，南京和上海）的轻度高胆固醇受试者的分组研究结果显示，食用80克含有3.0克β葡聚糖和56.8毫克多酚的燕麦持续45天，可以有效降低中国高胆固醇血症受试者的TC和LDL-C。此外，食用燕麦能显着增加之前被证明可以预防代谢疾病、肥胖和冠心病的细菌的丰度，特别是Akkermansia mucinophila和Roseburia，以及其他产生糖化和丁酸的肠道微生物群成员。微生物组的重塑导致参与微生物组脂肪酸生物合成和脂肪酸代谢的基因相对丰度显著增加。结果还表明，燕麦摄入显着增加了空腹血浆乙酸和丙酸浓度，为燕麦诱导的微生物群调节和血液胆固醇稳态之间提供了可能的机制联系。尽管对照组的TC降低也伴随着血浆乙酸和丙酸浓度的增加，但与对照组(3.9%)相比，燕麦摄入导致TC更大的降低(7.8%)。

总而言之，燕麦的消费显着降低了TC和LDL-C，并且还介导了对肠道微生物组的益生元作用，其调节微生物群的能力显示出与其在轻度高胆固醇血症个体中的降胆固醇能力的初步因果关系。

原文来源：

Dengfeng Xu，et al.The Prebiotic Effects of Oats on Blood Lipids, Gut Microbiota, and Short-Chain Fatty Acids in Mildly Hypercholesterolemic Subjects Compared With Rice: A Randomized, Controlled Trial.

Front. Immunol., 09 December 2021 | https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.787797