【多组学】Nature子刊 | 厉害了！宏基因组+代谢组+万人大队列，揭示每日喝咖啡到底对身体有何影响！

丰信生命科学

2024-11-26

导读：中文译名：在多个队列中，咖啡消费与肠道嗜酸乳杆菌的丰度和患病率有关发表时间：2024年11月发表期刊：Nature Microbiology（2024 IF=20.5）组学类型：宏基因组学+代谢组学

咖啡在当今显然成了精致“搬砖人”的标配，甚至，“韩国人一生三步走——出生，喝冰美式，死亡”已经成了网上很出圈的流量话题。当然，韩国人热衷冰美式的原因有权威解释——一装B，二省钱。调侃归调侃，不得不承认，咖啡当之无愧是世界上最受欢迎的饮品，没有之一，人类历史上曾经因为咖啡发动过不知多少次战争便是铁证。但每日咖啡摄入对人体到底有什么确切影响，大多数人其实是说不清楚的。然而，各种解读喝咖啡好处与弊端的网文却是五花八门层出不穷的，所以，一直以来，对于咖啡的褒贬之声总是同时存在此消彼长的。那么，科学上是怎么解释这个问题的呢？近期2024年11月18日在《Nature Microbiology》期刊上发表了一篇题为“Coffee consumption is associated with intestinal Lawsonibacter asaccharolyticus abundance and prevalence across multiple cohorts”的文章，纳入5个队列的35214个宏基因组样本以及公共来源的18,984个宏基因组样本，同时收集人群队列的饮食习惯，来解释咖啡与肠道微生物群的关系。

中文译名：在多个队列中，咖啡消费与肠道嗜酸乳杆菌的丰度和患病率有关

发表期刊：Nature Microbiology

影响因子：20.5

发表年份：2024

组学数据：宏基因组、代谢组

队列设计

咖啡摄入量分组：

Never：每月<3杯

中度：每天<3杯

重度：每天>3杯

主要结果

1、咖啡与肠道微生物群密切相关

①使用随机森林算法将单一食物与微生物关联起来，结果显示：咖啡不仅是一种对健康有益的食物，而且，在150种食物种与人体微生物群的关系最为密切。

②使用机器学习评估微生物组成和咖啡摄入水平的联系，结果显示咖啡摄入与微生物组之间存在有限的剂量依赖性关联。

③为了研究哪些微生物与咖啡摄入量相关，使用每个队列中的菌株的丰度与咖啡摄入量进行关联分析，结果显示：L. asaccharolyticus的正相关性最强。进一步分析这些关联是否由咖啡因驱动，结果显示：咖啡摄入对微生物组的影响与咖啡因无关。

2、体外实验支持咖啡对肠道微生物的影响

在与咖啡相关的SGB中，L. asaccharolyticus在所有队列中流行率最高且最均匀（93.5%）。进一步在溶糖乳杆菌培养物上补充咖啡进行了体外实验，结果显示咖啡均能刺激L. asaccharolyticus的生长。

3、L. asaccharolyticus在西方人群中普遍存在

① L. asaccharolyticus在74个队列中有52个队列的流行率在60%以上，中位流行率75%，主要代表城市化的西方生活方式环境中的成年人，而在非典型西方生活方式的农村个体，中位流行率仅2.4%，且在儿童中很少发现。分析以往各种疾病研究的微生物组样本，L. asaccharolyticus的流行率较高。

② 将年咖啡摄入量与L. asaccharolyticus关联，发现，国家的咖啡摄入量与L. asaccharolyticus的流行率呈强相关。

4、咖啡血浆代谢物与溶糖乳杆菌相关的代谢物

①进一步分析了438个人群队列（MLVs和MBS）的血浆代谢组数据，观察到有8种咖啡代谢物与两组人群的咖啡摄入量存在显著正相关。使用MACARRoN，找到与L. asaccharolyticus相关的共变代谢特征模块。其中，在MLVs队列中，已知的咖啡代谢物优先考虑与L. asaccharolyticus相关。在2个模块中发现有几个未注释的特征：一个含有咖啡因及其衍生物（模块125），另一个含有葫芦巴碱和奎宁酸（模块33）。而在MBS队列中

②除了已知的代谢物外，在模块125和33中分别与咖啡因和奎宁酸密切相关的未注释的代谢物被MACARRoN优先考虑为与L. asaccharolyticus相关。这些代谢物在中度和重度咖啡饮用者中富集。结合相互作用模型，假设：微生物与咖啡的关联可能与模块33中奎宁酸密切相关的未注释的代谢物相关。因此，在MLVs队列中，具有较高丰度的L.asaccharolyticus的个体显示出较高丰度的奎尼酸和相关优先化合物，表明它们可能是奎宁酸的有效衍生物。

总之，这一分析表明，在L.asaccharolyticus中存在对咖啡有反应的途径--奎尼酸。

结论

本研究发现了咖啡饮用者的肠道微生物群与没有饮用的人群显著不同，有115个与咖啡摄入呈正相关的物种（SGBs）,其中，L.asaccharolyticus呈最强相关。这为肠道微生物群如何潜在地调节咖啡的化学物质，从而获得健康益处提供了见解。

参考文献

Manghi P, Bhosle A, Wang K, Marconi R, Selma-Royo M, Ricci L, Asnicar F, Golzato D, Ma W, Hang D, Thompson KN, Franzosa EA, Nabinejad A, Tamburini S, Rimm EB, Garrett WS, Sun Q, Chan AT, Valles-Colomer M, Arumugam M, Bermingham KM, Giordano F, Davies R, Hadjigeorgiou G, Wolf J, Strowig T, Berry SE, Huttenhower C, Spector TD, Segata N, Song M. Coffee consumption is associated with intestinal Lawsonibacter asaccharolyticus abundance and prevalence across multiple cohorts. Nat Microbiol. 2024 Nov 18.
DOI：10.1038/s41564-024-01858-9.