从粪便中获取的饮食信息，如何指导临床应用？
从粪便中获取的饮食信息，如何指导临床应用？
从粪便中获取的饮食信息，如何指导临床应用？微生物学家Lawrence David通过DNA测序技术分析粪便样本中的饮食信息，为治疗饮食相关疾病提供了新的思路。
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微生物学家Lawrence David一直致力于研究人类微生物组，以更好地了解 消化及饮食与健康 之间的关系。David等人的统计数据均来自对动物粪便进行的 DNA测序 ，这可能为治疗饮食相关疾病提供基础。
饮食、DNA和粪便
我们吃的所有东西（除维生素、矿物质和盐）都来自生物，所有生物都有基因组。相当一部分DNA未被消化，随后被排出体外。
David等人正使用 DNA测序 来推测人们吃的食物，并由此探寻人类饮食是否遵循某种模式，以及如何将DNA或基因与肥胖等健康结局联系起来。
普通人的排泄物可能含有 10-20种植物和3-4种动物DNA 。特殊情况下，有些人在特定时间可能有大约 40种类型 。
研究人类粪便中的DNA在研究和临床环境中具有潜在的应用价值。例如，它可以为患者设计 个性化的营养策略 。此外，David也希望DNA信息能够帮助“将人们的饮食模式与微生物组联系起来”。
这样做的一大优势在于： 粪便不会说谎 。当人们在回想的饮食习惯时，人们要么忘记自己吃了什么，要么会捏造信息，要么懒得追踪。
David说，有些老人或小孩无法完全记录他们吃了什么——这些人正是患营养相关疾病的风险最高的人群。
获取和识别粪便
出于道德、法律和后勤原因，收集和分析粪便需要大量工作。为获取样本，人们将一个塑料收集杯放在马桶座圈下方以接住粪便。随后将其中舀入管中，密封后带入实验室。
在实验室里，研究人员首先会使用各种方法裂解植物细胞，释放其中的DNA。他们使用一种叫‘胃器[stomacher]’的仪器，把粪便（装在塑料袋）装进去。然后将其压扁、捣碎。有时也会采用 物理裂解法 ，将小玻璃颗粒放入其中，然后用力摇晃。也可以通过 化学裂解 来完成。这个过程大约需要半天。
图. David使用“人造肠道”培养人类粪便中的细菌
研究者能从粪便DNA中了解什么
追踪消化食物中的DNA 可为研究者提供有价值的数据，可能对 肥胖、消化系统疾病及其他胃肠道和营养相关疾病 患者产生重大影响。
David等人2023年发表在《National Academy of Sciences》(PNAS)上的分析粪便样本DNA的研究，显示了人们吃了什么以及大致吃了多少。
他们发现， 相比非肥胖儿童，肥胖儿童体内的植物多样性更高 。深入研究后发现，超加工食品往往含有更多成分。因此，薯条和咖啡有19种不同的植物种类，”David说。
展望未来，研究人员必须 “更具体地了解饮食多样性。并非所有植物都以同样的方式影响健康。”
约翰·霍普金斯大学彭博公共卫生学院分子微生物学和免疫学系助理教授 Jotham Suez博士说，需要一些方法追踪人们在研究过程中实际吃了什么。
“回忆偏差”使食品调查问卷和应用程序变得不可靠。研究表明，由于维护隐私或错误估计，一些参与者可能会少报食物摄入量。
临床应用
Brenda Davy是一位营养师和教授。她在十多年前开发了第一个量化饮料摄入量的快速评估工具——饮料摄入量问卷——一直沿用至今。
Davy说：“饮食评估在研究和临床环境中都是必要的。如果医生诊断出某种病症，有关患者日常饮食习惯的信息可以帮助他或她制定饮食改变方案，从而治疗该病。” 她说， 粪便和尿液样本等生物样本可以成为收集数据的安全、准确的方法 。可以在“各种人群（例如儿童或老年人）”和临床环境中轻松、无创地获取样本。
Davy 及其团队在工作中使用了 David 的技术（FoodSeq），收集有关消耗的食物分类群的信息。他们两个实验室目前正在合作开展一个项目，调查 超加工食品如何影响 2 型糖尿病风险和心血管健康 。