宏基因组揭示食物补铁如何兼顾儿童营养与肠道发育 | 热心肠日报

研究背景与设计

基于宏基因组学评估12至18月龄无严重贫血（血红蛋白≥9.0 g/dL）印度贫民窟儿童日常摄入铁/锌生物强化珍珠粟（FeZnPM，铁8.70 mg/100 g）与对照（CPM，铁3 mg/100 g）9个月对肠道菌群的影响（配对n=81，终点n=108）。

核心发现与意义

FeZnPM干预未见菌群不良影响并可能支持有益代谢适应，提示生物强化作物为兼顾补铁与幼童菌群健康发育的可持续策略。

多样性与发育成熟

两组儿童肠道菌群α多样性随年龄增长而显著上升且组间无显著差异，表明FeZnPM摄入不干扰正常菌群成熟进程。

组成变化

FeZnPM组伴随单核细胞增多李斯特菌、Ralstonia mannitolilytica及弯曲菌属丰度显著降低，以及厚壁菌门成员丰度增加。

功能通路重塑

FeZnPM组中抗生素与抗氧化物生物合成通路显著上调，而芳香族污染物降解及灵菌红素合成通路显著下调。

珍珠粟肠道微生物组婴幼儿辅食宏基因组学铁缺乏随机对照试验生物强化锌

在生命早期，铁元素对大脑发育和免疫系统构建至关重要。然而，一个长期困扰儿科营养学的难题是：传统的高剂量铁补充剂在弥补幼儿铁缺乏的同时，可能会对娇嫩的肠道菌群产生意想不到的负面影响，甚至促进致病菌的增殖。如何在“补铁”与“护肠”之间找到一个安全的平衡点，一直是全球公共卫生领域关注的焦点。

近日，发表于Nature Communications的一项随机对照试验，为这一难题提供了一个极具潜力的解决方案。来自康奈尔大学的Saurabh Mehta团队，将目光投向了一种

铁锌生物强化珍珠粟

，试图验证这种通过食物本身来增加铁摄入的方式，是否能在不牺牲肠道微生态健康的前提下，改善儿童的铁营养状况。

食物基质中的“缓释”铁源

传统铁剂之所以容易引发肠道问题，其根源在于剂量和吸收机制。常规补充剂或强化粉中的铁元素含量通常很高（例如，

一份12.5毫克

），但人体对非血红素铁的吸收率有限，

约90%的未吸收铁

会直接进入结肠。在那里，铁成为了某些病原菌的“养料”，可能诱发肠道炎症和菌群失调。

相比之下，生物强化作物的思路则截然不同。该研究团队在印度孟买的城市贫民区，招募了223名

12至18个月大

、无严重贫血的幼儿，并将他们随机分为两组。在长达9个月的时间里，一组幼儿每天食用由铁锌生物强化珍珠粟（FeZnPM，铁含量约

8.70毫克/100克

）制成的辅食，而对照组则食用常规珍珠粟（CPM，铁含量约3毫克/100克）。这种食品级剂量的铁补充（中位摄入量约

每日3.0毫克铁

），更接近生理需求，避免了大量未吸收铁对结肠的冲击。

菌群多样性的“定心丸”

为了精准评估这种干预对肠道菌群的影响，研究团队采用了

鸟枪法宏基因组学

技术，对受试幼儿的粪便样本进行了深入测序分析。研究结果首先给出一颗“定心丸”：在试验结束时，比较两组幼儿的肠道菌群，无论是衡量物种丰富度的α-多样性（如香农多样性指数），还是反映整体群落结构差异的β-多样性，均未发现由强化谷物干预引发的显著、具有生物学意义的改变。

更关键的是，菌群的自然发育轨迹并未被打乱。数据显示，随着幼儿月龄增长，两组儿童的肠道菌群多样性都呈现出

随时间推移而显著增加

的趋势，假单胞菌门（Pseudomonadota）的相对丰度自然下降，而厚壁菌门（Bacillota）等更为成熟的菌群成员则逐渐增多。这表明，生物强化珍珠粟并未像一些传统铁剂那样，阻碍或扭曲肠道微生态系统的正常成熟过程。

功能层面的“意外之喜”

尽管在整体结构上无负面干扰，但当研究团队进一步比较两组儿童肠道菌群的组成和功能基因时，发现了一些微妙而积极的差异。在物种层面，FeZnPM组展现出一些有益的变化趋势，例如，对照组中弯曲杆菌属（Campylobacter）和单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）等潜在致病菌的相对丰度有所下降。

更引人注目的发现来自功能通路的分析。在FeZnPM组儿童的肠道菌群中，研究鉴定出一系列与

次级代谢产物和抗生素生物合成

相关的通路显著富集，如II型聚酮骨架、单环内酰胺和吩嗪的合成通路。同时，与

抗氧化剂代谢

相关的通路，如类胡萝卜素和谷胱甘肽的合成，也有所增强。研究团队推测，这或许意味着强化谷物不仅没有破坏菌群，反而可能通过其含有的多酚等成分，促进了菌群的定植抗力和代谢适应性，使其能更好地合成对宿主有益的活性分子。

填补低收入地区的研究空白

这项研究的另一大贡献，在于它描绘了资源匮乏地区

12月龄以上幼儿

肠道菌群的发育图景。当前，全球大部分人类微生物组数据来自欧美人群，针对低收入国家儿童，尤其是生命第二年这一关键窗口期的纵向研究极为稀缺。该研究在印度孟买的城市贫民区开展，这一环境下的儿童往往面临营养不良和卫生条件差的双重挑战，其肠道菌群本可能更为脆弱和滞后。研究在这种真实世界场景下证实了生物强化谷物的菌群安全性，其公共卫生意义尤为重大。

当然，研究团队也谨慎指出，该分析为探索性二次分析，且受限于当地条件，抗生素使用史等数据缺失较多，但这并不影响其核心结论的可靠性。这项试验首次在人体中证明，

铁锌生物强化谷物

作为一种可持续的食品基策略，能够在改善铁营养状况的同时，安然无恙地通过肠道菌群这一关，为婴幼儿微量营养素干预提供了全新的安全范本。

图片摘要