过去的一年里,全球肠道领域的研究成果颇丰,取得了许多令人瞩目的进展。2025年肠道大会之际,我们基于《热心肠日报》中收录的2024年5月以来的一年期间(2024年5月1日至2025年4月30日)发表的肠道相关领域论文,进行了多维度评选,形成了《热心肠日报》2024-2025年度榜单。
此次榜单评选涵盖了3294篇发表在320个不同期刊上的研究文献,累计影响因子达到66503.6,平均影响因子为20.2。其中,发表在Cell、Nature、Science上的文章有193篇,发表在医学顶刊NEJM、Lancet、JAMA、BMJ上的文章有54篇。
本榜单仅代表热心肠研究院基于自身数据所做的优选,可能存在主观因素干扰等不足,仅供参考。欢迎在文末留言提出批评、建议和意见。
Lancet[IF:88.5]
① 本文全面评估了抗微生物药物耐药性问题的全球范围,并强调了获取可行数据以驱动变革和制定有效干预措施的重要性;② 每年约有770万人死于细菌感染,其中495万人死于耐药菌感染,127万人死于对现有抗生素耐药的病原;③ 抗生素的有效性对于延长寿命、减少残疾、降低医疗费用以及获取其他医疗创新至关重要,但抗生素耐药正在降低抗生素带给人类的好处;④ 可用抗生素在资源匮乏的地区变得更加狭窄,婴幼儿、老年人和重症患者更加容易受到耐药菌感染的影响;⑤ 对于耐药菌的监测应覆盖更为广泛的区域,减少仅依赖医院数据而导致的偏差,同时要监测非人类生态位中耐药的情况。
The scope of the antimicrobial resistance challenge
2024-05-20 , doi: 10.1016/S0140-6736(24)00876-6
Lancet[IF:88.5]
① 本文通过文献回顾性和建模分析,指出在中低收入国家通过现有干预措施干预措施可以显著降低因细菌抗生素耐药(AMR)带来的社会负担;② 现有干预措施包括预防感染和控制院内感染(IPC)、改善水质、环境和个人卫生(WASH)、合理使用抗生素、加强疫苗使用以及增强民众对AMR的认识等;③ 上述措施的实行每年可至少减少337,000例与AMR相关的死亡,其中WASH可减少AMR相关的死亡约247,800例,疫苗接种可预防儿童死亡约181,500例;④ IPC、WASH和疫苗的使用分别可预防中低收入国家AMR相关死亡的7.8%、5.7%和4.2%;⑤ 通过现有干预措施到2030年可实现全球AMR负担减少10%,因此在AMR控方面应指导公共卫生投资应当优先考虑。
Burden of bacterial antimicrobial resistance in low-income and middle-income countries avertible by existing interventions: an evidence review and modelling analysis
2024-05-20 , doi: 10.1016/S0140-6736(24)00862-6
Lancet[IF:88.5]
① 新型抗生素、疫苗和诊断技术的开发是应对日益严重的抗生素耐药问题的关键,本文进一步强调了这些方面的研究并探讨了提升上述研究的策略;② 传统的药物开发模式已不再经济可行,基于新型公共资助模式的公私合作药物开发有助于降低成本,提高药物开发效率;③ 基于公共临床试验网络和平台的质控、制造和产品开发的支持,能有效降低新型药物的开发成本;④ 准确及时的诊断是保持抗生素有效的关键,但新的诊断技术推广面临技术、经济和政府行为的挑战;⑤ 疫苗开发虽有潜力预防耐药菌感染,但在这方面的资金投入一直较少;⑥ 2024联合国大会高级别会议是重新思考疾病管理、预防和抗生素管理研发方向的良机。
Expanding antibiotic, vaccine, and diagnostics development and access to tackle antimicrobial resistance
2024-05-20 , doi: 10.1016/S0140-6736(24)00878-X
Lancet[IF:88.5]
① 不断上升的抗生素耐药性(AMR)和抗生素可及性问题给全球健康管理带来重大危机和挑战,即将于2024年9月在联合国大会(UNGA)举行的第二次AMR高级别会议将就2016年的议程进行总结、问责和对未来计划的讨论,本综述旨在为该会议提供重要的数据和报告;② 应对AMR的关键点是高度的政治意愿、有效的目标和问责框架,本次会议的安排表达了全球的政治参与度,但还需77国集团的参与;③ 本文提出基于疫情前数据到2030年完成10-20-30的三大全球目标,即实现AMR致死率降低10%,人类不恰当使用抗生素降低20%同时确保基本的抗生素供应,以及动物不恰当使用抗生素降低30%;④ 同时该文章呼吁建立一个独立的科研机构或实体-抗菌药物可及性和AMR独立调查小组,用于扩大政策实施的证据基础以及推广新目标;⑤ 此外鉴于模型预测,呼吁增加用于中低收入国家-健康与食品安全中预防和减轻感染方面的资金;⑥ 即将召开的联合国大会AMR问题高级别会议是个重新校准、重新出发的好机会,可以激发更多的国际合作,全球治理,压制AMR增长的势头,建立长期的AMR管理目标。
Ensuring progress on sustainable access to effective antibiotics at the 2024 UN General Assembly: a target-based approach
2024-05-20 , doi: 10.1016/S0140-6736(24)01019-5
New England Journal of Medicine[IF:78.5]
① 核心主题概述:食物和营养不安全对全球健康的影响及其驱动因素、评估与干预措施。② 定义与驱动因素:联合国粮农组织(FAO)定义食物和营养安全需满足能量充足、营养均衡,但两者为独立概念;政治冲突、气候变化、经济不平等是主要驱动因素。③ 流行病学现状:2023年全球约23亿人面临中重度食物不安全,低收入国家超60%人口受影响,高收入国家内部存在显著收入不平等导致的差异。④ 健康影响路径:营养不足引发发育迟缓、慢性病;心理压力激活应激反应导致代谢紊乱;行为层面迫使医疗资源削减,加剧疾病恶化。⑤ 高危人群特征:孕妇、儿童、老年人、女性主导家庭、原住民及边缘化群体风险更高,营养不安全与种族歧视、性别暴力等结构性暴力高度关联。⑥ 干预策略框架:需结合营养特异性(如食品援助)与敏感干预(如经济支持、教育普及),医疗机构应筛查并转介“食物作为药物”等项目。⑦ 政策倡导方向:呼吁政府保障食物权,推动气候政策、农业转型、最低工资立法及健康食品减税,构建可持续食物系统以消除结构性不平等。
Effects of Food and Nutrition Insecurity on Global Health
02-13 , doi: 10.1056/NEJMra2406458
Nature[IF:48.5]
① 农耕土壤通过排放N2O大量促进全球变暖,但减缓这种情况一直很困难,本研究开发了一种新技术,通过使用有机废物作为基质和载体,选育了一种能在土壤中生存并减少N2O排放的细菌Cloacibacterium sp. CB-01;② 在田间试验中,施用来自沼气生产的废弃物肥料,其中CB-01已经有氧生长到每毫升约6×109个细胞,可以将N2O排放减少50-95%,具体取决于土壤类型;③ CB-01在土壤中的持久性,而非其生物动力学参数,是其显著减少N2O排放的主要原因;④ 将数据推广到欧洲范围,发现该技术有潜力将国家人为N2O排放量减少5-20%,若包括其他有机废物则减排潜力更大。
Unlocking bacterial potential to reduce farmland N2O emissions
2024-05-29 , doi: 10.1038/s41586-024-07464-3
Nature[IF:48.5]
① 多药耐药的细菌病原体,如万古霉素耐药的粪肠球菌(VREfm),对人类健康构成了严重威胁,达托霉素是一种针对VREfm感染的最后手段抗生素,这项研究表明预防性使用利福昔明可能导致最后达托霉素的抗药性;② 利福昔明是一种用于预防肝病患者肝性脑病的非相关抗生素,究显示它能引起VREfm对达普托霉素的交叉抗药性;③ 细菌RNA聚合酶在利福昔明暴露下产生的氨基酸变化会导致一个先前未被描述的操纵子(prdRAB)的上调,这会导致细胞膜重塑,并通过减少抗生素的结合而导致对达托霉素的交叉抗药性;④ 带有这些突变的VREfm在全球范围内传播,使这种抗药性机制成为一个主要问题;⑤ 利福昔明被认为“低风险”导致抗生素抗药性的发展,但研究表明这一假设是错误的,广泛使用利福昔明,特别是在肝硬化患者中,可能正在损害达普托ycin作为治疗多重耐药病原体的最后手段的临床应用。
Rifaximin prophylaxis causes resistance to the last-resort antibiotic daptomycin
2024-10-23 , doi: 10.1038/s41586-024-08095-4
Nature[IF:48.5]
① 本综述全面探讨了真菌对地球生态系统的影响,涵盖其生态作用、农业和林业中的作用、对人类健康的影响以及潜在的生物技术应用;② 真菌通过分解有机物、固碳和与植物共生等在生态系统中发挥关键作用,但气候变化正在影响其分布,并可能增加植物、野生动物和人类的真菌病;③ 农业和林业中,真菌既可促进作物生长,也会导致病害,全球作物损失的30%归因于真菌病害,且杀菌剂耐药性问题日益严重;④ 真菌感染危害人类健康,人类真菌组在健康和疾病中发挥重要作用,例如肠道和皮肤的共生真菌可以调节免疫;⑤ 抗真菌药物的种类有限,耐药性加剧、新兴真菌感染的出现,为人类健康和粮食安全带来了新的挑战;⑥ 真菌在食品、医药和工业材料等多个领域展现出巨大潜力,例如用于生产新型抗生素、生物燃料和可降解塑料;⑦ 综述强调了“同一健康”理念,即真菌对环境、农业和人类健康的影响是相互关联的,需要跨学科研究和全球合作。
Fungal impacts on Earth's ecosystems
02-05 , doi: 10.1038/s41586-024-08419-4
Nature[IF:48.5]
① 研究设计与方法:研究招募60名健康参与者接受5天环丙沙星治疗,通过纵向粪便样本和新开发的PolyPanner算法,组装5665个肠道菌群种群基因组,分析230万变异位点。② 核心发现与机制:短暂抗生素暴露驱动肠道共生菌向低代价耐药性进化,10%易感种群通过gyrA基因特定氨基酸位点突变发生选择性清扫,突变在停药后持续超过10周且无显著适应度代价。③ gyrA突变主导进化:DNA促旋酶gyrA基因83、87位点突变集中出现,其中gyrA:83位点的S→F/L突变最常见,占总gyrA突变的87%,与种群初始丰度和抗生素暴露期间的丰度下降相关。④ 进化动力学预测:gyrA进化概率由基线种群丰度、抗生素暴露期间丰度下降幅度及门类差异决定,Actinobacteria和Bacteroidota的进化概率分别是Firmicutes的30倍和3.8倍。⑤ 突变持久性与验证:gyrA突变在停药后1年内难以逆转,靶向扩增证实突变源自宿主体内原生进化,而非水平基因转移,揭示人类肠道是耐药性进化的关键生态位。
Brief antibiotic use drives human gut bacteria towards low-cost resistance
04-23 , doi: 10.1038/s41586-025-08781-x
Cell[IF:42.5]
① 微生物在实现联合国可持续发展目标(SDGs)中发挥关键作用,特别是在生物圈功能、人类健康支持、以及管理自然和人工景观中的生命方面,通过有效管理微生物健康,可以找到解决气候变化、人类健康、食品和能源生产等多重可持续性目标的方案;② 研究发现,微生物在地球生物化学过程中的中心作用使其与每个SDG直接或间接相关,它们在全球范围内的普遍性和全球角色为协同加速多项SDGs的进展提供了新机会;③ 文章还强调了新兴国际政策框架应反映微生物在实现可持续未来中的重要性,通过微生物研究和技术,可以实现对多个SDG的协同推进,包括气候行动、生物多样性保护、食品安全和能源生产等。
Scientists' call to action: Microbes, planetary health, and the Sustainable Development Goals
2024-09-19 , doi: 10.1016/j.cell.2024.07.051
Cell[IF:42.5]
① 核心主题阐述:本文探讨通过调控植物根际微生物组开发气候智能型作物的潜力,以提高产量并减少环境影响。② 微生物组调控机制:植物基因与根系分泌物共同塑造根际微生物组,基因组关联分析(GWAS)和微生物组GWAS(mGWAS)可识别调控特定功能的遗传位点,优化微生物组组装以提升养分循环、抗逆性和碳封存。③ 基因工程策略:通过CRISPR等技术改造植物基因或微生物,增强生物固氮(如工程化氮固定菌)及抑制硝化作用(如生物硝化抑制性根分泌物),减少化肥依赖和温室气体排放。④ 抗逆性与共生功能:根际微生物组通过分泌抗病物质或激素提升植物抗旱、抗盐及病虫害能力,如特定放线菌和丛枝菌根真菌(AM)增强胁迫适应性,形成“记忆效应”。⑤ 碳封存路径:优化光合作用效率(如C4光合途径改良)、根系碳分配及微生物碳利用效率(CUE),结合秸秆还田等管理措施,提升土壤有机碳稳定化,减少大气CO₂浓度。⑥ 精准农业整合:整合AI模型与高通量表型技术,设计环境响应型合成微生物群(SynCom),结合精准农业微生物工程(PAME),实现作物-微生物功能协同以应对气候变化。⑦ 挑战与验证:需克服微生物组环境异质性、长期稳定性及基因-微生物互作复杂性,通过多尺度实验验证功能,并平衡产量与生态效益,确保技术安全与规模化应用可行性。
Exploring the plant microbiome: A pathway to climate-smart crops
03-20 , doi: 10.1016/j.cell.2025.01.035
Cell[IF:42.5]
① 研究设计与核心关联:通过分析182个水稻品种的根部微生物群落组成及其田间分蘖数,发现根部微生物群结构与水稻分蘖数存在显著相关性(线性回归模型显示微生物群解释28.2%的分蘖变异)。② 核心调控机制:根部细菌Exiguobacterium R2567通过产生环(亮-脯)二肽(cyclo(Leu-Pro)),结合水稻类萝卜素(SL)受体OsD14激活SL信号通路,从而抑制分蘖。③ 微生物调控验证:分离的5个属细菌在实验室和田间实验中均表现出分蘖调控作用,其中Exiguobacterium等3个属菌株显著减少分蘖(抑制率达13.6%-35.2%),而Roseateles等2个属促进分蘖(增幅约11.2%)。④ 分子作用机制:cyclo(Leu-Pro)通过与OsD14直接结合(解离常数2.56μM)诱导OsD53降解,其与SL类似物rac-GR24具有相似结合模式,但不依赖内源SL合成,需OsD14介导才能抑制分蘖。⑤ 应用潜力与调控网络:该二肽在6种其他根部细菌中低量存在,且水稻能刺激R2567增产该分子,为通过调控根际微生物群优化作物产量提供了新策略,如在不同水稻品种中抑制分蘖效果与SL受体功能直接相关。
Root microbiota regulates tiller number in rice
04-22 , doi: 10.1016/j.cell.2025.03.033
Science[IF:45.8]
① 微塑料污染研究二十年回顾,揭示了微塑料广泛分布于自然环境中的现状,以及对生物多样性和人类健康可能造成的负面影响;② 微塑料来源多样,包括轮胎磨损、纺织品、化妆品、油漆以及大型塑料物品的分解;③ 微塑料已存在于食物和饮料中,并被检测到遍布人体各部位,初步证据表明它们可能对人体产生不利影响;④ 环境污染预计到2040年可能会翻倍,预测将造成大规模危害;⑤ 公众对此问题的关注度正在上升,国际谈判中正在考虑多种措施来应对微塑料污染,迫切需要明确的证据来指导潜在解决方案的有效性,以最小化意外后果的风险。
Twenty years of microplastics pollution research—what have we learned?
2024-09-19 , doi: 10.1126/science.adl2746
Nature Reviews Microbiology[IF:103.3]
① 本文综述了基于基因组的方法在食源性细菌病原体的识别、追踪、溯源、风险评估和食品安全干预中的应用,为理解和控制这些病原体提供了强大的工具;② 细菌性食源性疾病对人类健康和经济造成重大负担,气候变化、技术创新、经济贸易、消费者行为等是塑造食品系统微生物景观的当代驱动因素。;③ 文章介绍了多种传统和新兴的食源性病原体,它们可通过多种途径进入食品系统,例如动物宿主、环境、食品加工和储存;④ 基因组技术可以揭示病原体的进化机制、宿主适应性和耐药性,并帮助确定传播途径和风险因素;⑤ 基因组技术在食品供应链中的广泛应用需要克服一些挑战,包括数据共享、标准化和资源分配;⑥ 基因组技术在食品安全领域具有巨大的潜力,可以帮助预防和控制食源性疾病,并提高食品系统的韧性。
Foodborne bacterial pathogens: genome-based approaches for enduring and emerging threats in a complex and changing world
2024-05-24 , doi: 10.1038/s41579-024-01051-z
Nature Reviews Microbiology[IF:103.3]
① 临床上的抗生素耐药菌感染大部分可归因于ESKAPE病原体,本综述探讨了这类病原体的流行病学、临床影响、耐药机制和新型疗法;② ESKAPE病原体包括屎肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍氏不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌科其他成员等多重耐药菌,它们在现代医疗环境中具有生存适应性,能通过多种方式获得耐药基因,并在全球范围内传播,造成巨大医疗负担;③ 革兰氏阳性菌的耐药机制包括van操纵子相关的肽聚糖改变、LiaFSR系统和cls基因相关的磷脂重塑、甲基转移酶cfr和核糖体保护因子等介导的利奈唑胺抗性、青霉素结合蛋白突变相关的β-内酰胺抗性等;④ 革兰氏阴性菌的耐药机制涉及β-内酰胺酶突变、eptA和arn基因座相关的外膜脂多糖改变、氨基糖苷修饰酶、外排泵等;⑤ 新型疗法包括抗生素联合疗法、β-内酰胺酶抑制剂等小分子药物、噬菌体疗法、抗菌肽、抗体或疫苗等免疫疗法。
ESKAPE pathogens: antimicrobial resistance, epidemiology, clinical impact and therapeutics
2024-06-03 , doi: 10.1038/s41579-024-01054-w
Nature Reviews Microbiology[IF:103.3]
① 本综述探讨了室内微生态及其对免疫、内分泌和神经健康的影响,并提出了利用室内微生物改善健康结果的策略;② 室内微生物由细菌、病毒、真菌、古菌和原生生物组成,主要受人类活动、建筑材料、空气流通和水分等因素影响,不同建筑环境(如家庭、医院和学校)的微生物组成差异显著;③ 室内微生物对人类健康有深远影响,包括传染性疾病、代谢性疾病、精神健康和过敏性疾病,例如,城市化与肥胖和抑郁症风险增加相关,这可能与室内微生物多样性减少有关;④ 室内环境中的真菌和霉菌是长期存在的健康风险因素,霉菌暴露可能导致过敏反应和呼吸系统感染;⑤ 接触自然环境和丰富的微生物群已被证明对人类的心理和身体健康有益,重新野化城市空间包括室内空间(如种植植物),可以提高微生物暴露水平,从而促进人类健康。⑥ 为了更好地了解室内微生物组并利用其促进人类健康,需要进行更多研究。
The indoors microbiome and human health
2024-07-19 , doi: 10.1038/s41579-024-01077-3
Nature Reviews Microbiology[IF:103.3]
① 植物微生物组的研究揭示了植物与微生物之间复杂互动的重要性,为可持续作物生产提供了新的视角和应用策略,通过利用植物微生物组,可以提高作物生产力,应对气候变化、生物和非生物胁迫以及土壤退化等挑战;② 研究发现,特定的微生物,如固氮根瘤菌和菌根真菌,已被用于提高植物营养和健康状况数十年,然而,这些应用在田间条件下的效果仍存在局限性,随着对微生物多样性、功能和相互作用的深入了解,为开发新型应用提供了巨大信息资源;③ 当前,植物微生物组的功能、机制、组装和交互类型正在被探索,以优化微生物组的应用并解决现有应用的缺陷,此外,最新的研究成果可能会引导开发新的或更先进的应用;④ 研究还讨论了充分利用微生物组功能以实现可持续植物生产的现有研究空白,强调了跨学科合作和多利益相关者参与的重要性,以及与农民和公民的互动,以确保新方法的有效实施;⑤ 这项综述强调了植物微生物组在实现联合国可持续发展目标和推动“一个健康”概念中的关键作用,指出通过微生物组的应用不仅可以提高产量,而且有助于实现更健康的发展模式。
Harnessing the plant microbiome for sustainable crop production
2024-08-15 , doi: 10.1038/s41579-024-01079-1
Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology[IF:51]
① 食物不平等和不安全与代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)密切相关,影响全球数十亿人的健康;② 社会经济地位低和食物不安全是MASLD流行、严重程度、结果和肝脏风险因素(例如,不健康饮食)的关键决定因素,尽管减重和采取健康饮食可以逆转MASLD的进程,但推荐与实践之间的差距超出了个人的责任和偏好;③ 食物选择的更广泛社会文化决定因素包括食物不安全、社区和社会规范以及当地环境;④ 食物不安全是MASLD、晚期纤维化和全因死亡率增加的一个“上游”风险因素,在环境、政策、社区和医疗保健四个主要层面上干预食物不安全,可以减轻肝脏疾病的负担,从而减少社会和健康不平等;⑤ 为了应对MASLD负担,需要在社区和临床诊疗环境中解决食物不安全问题,采用“食物即药物”和社会处方(即社会卫生措施)的方法。
Food inequity and insecurity and MASLD: burden, challenges, and interventions
2024-07-29 , doi: 10.1038/s41575-024-00959-4
Lancet Planetary Health[IF:21.6]
① 这份系统性回顾研究了在高收入国家中,干预措施在促进环境可持续饮食方面的有效性,研究使用了行为改变轮模型,并评估了干预措施对饮食、食物浪费、温室气体排放和健康结果的影响;② 教育是最常用的干预方法,但单独使用效果有限,而说服是效果最显著的干预手段,能够有效减少肉类消费和食物浪费;③ 将教育内容聚焦于肉类消费的环境影响比仅关注健康益处更有效;④ 总体而言,多成分干预措施(结合教育、说服、训练、榜样等)比单一成分干预措施更有效地促进环境可持续饮食;⑤ 政府可以制定多方面的政策,通过教育、服务和环境改造等方式,激发人们的动机和能力,从而促进环境可持续饮食。
Investigating intervention components and their effectiveness in promoting environmentally sustainable diets: a systematic review
2024-06-01 , doi: 10.1016/S2542-5196(24)00064-0
Lancet Planetary Health[IF:21.6]
① 研究发现,地球健康饮食与心血管疾病风险降低相关,较高的地球健康饮食指数(PHDI)与冠心病、总中风和缺血性中风的风险较低相关;② 纳入美国护士健康研究(NHS)I中的62919名女性、NHS II中的88535名女性和健康专业人员追踪研究中的42164名男性,参与者在基线时无心血管疾病、癌症和糖尿病;③ 在超过450万人/年随访期间,确诊9831例心血管疾病,PHDI得分最高的人群比最低得分人群的心血管疾病风险低17%;④ 与最低PHDI得分组相比,最高得分组的冠心病、总中风和缺血性中风的风险分别降低了19%、14%和14%;⑤ 仅在NHS I中,年龄与PHDI得分之间存在显著交互作用,60岁以下参与者中更高PHDI得分与心血管疾病风险降低之间的关联更为显著。
Planetary health diet and cardiovascular disease: results from three large prospective cohort studies in the USA
2024-09-01 , doi: 10.1016/S2542-5196(24)00170-0
Lancet Planetary Health[IF:21.6]
① 中国农业大学和瓦赫宁根大学联合培养的蔡鸿毅作为通讯作者发表了一项研究,评估了中国遵循EAT-Lancet参考饮食模式的健康结果、环境影响和饮食成本;② 本研究基于中国健康与营养调查队列,纳入了1997至2015年中16,029名参与者作为基线样本,在平均9.86年的随访期间,每增加一个标准差的EAT-Lancet饮食指数(ELDI)分数,死亡风险降低8%,心血管疾病风险降低16.1%,2型糖尿病风险降低25.3%;③ 但ELDI与饮食相关的温室气体排放和土地使用的关联较小,且遵循该饮食模式还会导致饮食成本增加3.3%;④ 研究建议将可持续性指标整合到未来中国的饮食指南中,并推荐政策措施,如对水果和蔬菜提供农业补贴,对红肉征收碳税,以提高饮食实践的可负担性、减少环境影响并增强整体可持续性。
Health outcomes, environmental impacts, and diet costs of adherence to the EAT-Lancet Diet in China in 1997-2015: a health and nutrition survey
2024-12-01 , doi: 10.1016/S2542-5196(24)00285-7
Lancet Planetary Health[IF:21.6]
① 综述探讨了全球气候变化如何通过影响食物供应、环境微生物群以及宿主生理,复杂且不平等地重塑人类肠道微生物群,进而影响人类健康;② 气候变化导致的高温、干旱和极端天气事件可能减少食物供应,降低营养质量,进而影响肠道微生物群的多样性和功能;③ 低收入国家因农业依赖性强,受气候变化影响更大,导致食物短缺和营养不良,加重与肠道菌群失衡相关的健康问题;④ 环境微生物群的变化,例如肠道病原体的增加,也可能通过污染的水源和食物传播,加剧肠道微生物群的重组;⑤ 高温和CO2浓度升高会直接影响宿主生理,如增加肠道通透性,促进病原菌入侵,导致肠道菌群失衡;⑥ 气候变化对肠道微生物群的影响在高收入和低收入国家之间存在显著差异,贫困地区因应对能力不足,健康风险更高;⑦ 文章呼吁通过跨学科合作研究应对这些挑战,并提出如益生菌补充、营养干预和可持续农业等潜在缓解策略。
Climate change effects on the human gut microbiome: complex mechanisms and global inequities
02-01 , doi: 10.1016/S2542-5196(24)00332-2
Lancet Planetary Health[IF:21.6]
① 研究对象与方法:该研究通过自由空气二氧化碳富集(FACE)及温控FACE(T-FACE)平台,对亚洲28个水稻品种进行2014-2023年田间试验,评估二氧化碳(CO₂)浓度升高、温度上升及其协同效应下稻米砷积累变化,并结合土壤生物地球化学机制及健康风险模型分析饮食暴露风险。② 核心发现:CO₂与温度协同升高显著增加稻米中无机砷含量,导致2050年亚洲七国(如中国、印度等)癌症及非癌症健康风险上升,模型预测癌症病例将因协同效应额外增加44%。③ 协同效应机制:CO₂与温度联合作用使稻米总砷及无机砷浓度显著升高(p<0.0001),土壤微生物基因(如arsC)丰度增加促进砷还原,土壤红ox电位降低加剧砷释放,形成协同效应。④ 健康风险模型:CO₂+温度情景下越南等国稻米无机砷暴露量达8.33μg/kg/day,癌症风险因协同效应额外增加4400万例;非癌症危害商数(HQ)均超安全阈值(≥1),涉及心血管疾病、糖尿病等。⑤ 土壤生物地球化学:FACE试验显示温度升高显著提升砷吸收,CO₂加剧温度敏感性,土壤微生物群落变化(如arsC基因丰度增6倍)驱动砷甲基化及生物可利用性增强,解释稻米砷积累机制。
Impact of climate change on arsenic concentrations in paddy rice and the associated dietary health risks in Asia: an experimental and modelling study
04-16 , doi: 10.1016/S2542-5196(25)00055-5
Nature Food[IF:21.9]
① 中国科学院大学的汪寿阳、段宏波与团队在Nature Food上发表研究,通过对中国各地菜肴的温室气体排放进行评估,提出了与巴黎协定目标相符的饮食变化策略;② 对来自中国省会城市的800,488家餐馆的36个菜系的540种菜肴的排放量;③ 2020年,中国食品系统的温室气体排放量约为4.64G吨二氧化碳当量,占总排放量的37%,平均每道菜的排放量为8.44公斤二氧化碳当量;④ 目前中国的食物消费排放模式可能无法实现1.5°C和2°C的气温控制目标,但通过向低排放菜肴和饮食习惯转变,可将排放量减少38-69%。
GHG mitigation strategies on China's diverse dish consumption are key to meet the Paris Agreement targets
2024-05-21 , doi: 10.1038/s43016-024-00978-z
Nature Food[IF:21.9]
① 该研究旨在模拟欧洲循环食品系统中动物蛋白和植物蛋白的最佳比例,同时最大限度减少土地使用或温室气体排放;② 如果保持当前动植物蛋白比例(60:40),同时采用循环原则重新设计食品系统,可以减少44%的土地使用和70%的温室气体排放;③ 如果将动物蛋白与植物蛋白的比例降低至40:60,则土地使用减少60%,温室气体排放减少81%,同时还能保证营养充足的饮食;④ 当前与推荐的总蛋白质摄入量之间的差异对最小化土地使用和温室气体排放的影响不大;⑤ 当每人每天动物蛋白摄入量少于18克时,会出现微量营养素不足的问题;⑥ 研究强调,在设计旨在提升人类和地球健康的政策时,需要采取整体的食物系统方法,因为食物系统的重新设计在减少土地使用和温室气体排放方面的效果各有不同。
Circular food system approaches can support current European protein intake levels while reducing land use and greenhouse gas emissions
2024-05-28 , doi: 10.1038/s43016-024-00975-2
Nature Food[IF:21.9]
① 本研究发现,美国人健康饮食模式与孕妇血浆中环境化学物质的暴露水平有关;② 在美国一个种族和民族多样性的孕妇队列中,健康饮食模式得分与孕期血浆中的化学物质暴露水平呈正相关,尤其是地中海式饮食和健康饮食指数与多氯联苯和全氟及多氟烷基物质的关联性更为显著;③ 这种关联在亚裔和太平洋岛民中似乎更强;④ 这些发现表明,要优化健康饮食的益处,需要监管机构共同努力,降低环境化学物质的暴露。
Healthy dietary patterns are associated with exposure to environmental chemicals in a pregnancy cohort
2024-07-01 , doi: 10.1038/s43016-024-01013-x
Nature Food[IF:21.9]
① 中山大学公共卫生学院柳雁和夏敏团队发表研究,提出了适合中国各地饮食传统的区域特定参考饮食(RRD),旨在改善健康和环境可持续性;② 1990-2019年,中国各地区的饮食结构变化显著,红肉、水产和乳制品的摄入增加,谷物和蔬菜摄入减少,伴随疾病负担和环境压力上升,且不同地区间存在差异;③ 根据中国各地区饮食习惯和环境条件进行优化,提出不同地区(北部、东部、中部、南部、西南部)的RRD饮食模式;④ 与世界卫生组织、EAT-Lancet委员会和中国营养学会的饮食指南相比,采用RRD可在全国范围内促进健康饮食和环境可持续饮食的快速转变;⑤ RRD不仅可满足营养摄入需求,在所有地区改善健康,还可减少所有5个环境影响指标(温室气体排放、淡水消耗、农业用地、酸化排放、富营养化排放);⑥ RRD干预策略可显著改善中国的健康与环境,具有广泛的应用前景。
Adoption of region-specific diets in China can help achieve gains in health and environmental sustainability
2024-08-30 , doi: 10.1038/s43016-024-01038-2
Nature food[IF:21.9]
① 浙江大学汪笑溪团队发表研究,通过综合评估模型系统分析了中国食品系统转型路径与联合国可持续发展目标的协同关系;② 现行发展路径下,中国食品系统在多数社会与环境指标上难以实现2030年可持续发展目标,存在系统性调整需求;③ 单一政策干预存在显著权衡效应,如单纯追求环境目标会制约社会发展,而仅强调经济增长可能加剧环境压力;④ 健康饮食转型策略显示出独特的协同效益,能同步改善营养健康(减少5.7%的膳食相关疾病)、降低环境压力(减少7.3%农业碳排放)并提升农民收入;⑤ 整合公共卫生、环境治理与社会发展的“三轨并行”策略可最大程度化解政策冲突,使80%以上可持续发展指标实现正向协同;⑥ 研究揭示了系统性政策设计对食品系统转型的关键作用,为中国统筹推进生态文明与共同富裕提供了量化决策依据。
Bundled measures for China's food system transformation reveal social and environmental co-benefits
01-21 , doi: 10.1038/s43016-024-01100-z
Gut[IF:25.8]
① 这项系统性综述揭示了环境污染物与炎症性肠病(IBD)风险增加之间的关联,探讨了污染物如何影响疾病进程和潜在机制,对于预防和治疗IBD具有重要意义;② 研究汇总了32项人类研究,证实重金属、过渡金属(除了锌)、空气污染物、全氟和多氟物质以及农药等与IBD风险增加有关,此外,空气污染物还与疾病相关的不良后果相关;③ 通过分析体外数据和动物研究,综述提出了这些关联背后的潜在机制,包括肠道通透性的增加、全身性炎症和菌群失衡;④ 研究强调了全面了解环境暴露对IBD风险和结果的影响的重要性,这有助于识别可调节的风险因素,并为预测、预防和减轻IBD提供策略;⑤ 这项研究为未来的研究提供了方向,旨在进一步探索环境污染物与IBD之间的复杂关系,并为患者提供更有效的干预措施。
Emerging role of environmental pollutants in inflammatory bowel disease risk, outcomes and underlying mechanisms
2024-08-23 , doi: 10.1136/gutjnl-2024-332523
Nature Microbiology[IF:19.4]
① 本文回顾了工程菌(基因工程微生物,GMM)在环境释放方面的研究进展和监管挑战;② GMM在农业、污染治理、建筑材料、医疗和消费品等领域具有应用前景,但现有监管体系未能有效适应这些新型应用;③ 目前的监管框架主要由美国EPA、USDA和FDA共同管理,但分类标准(如“跨属”基因工程)限制了许多创新设计,导致审批流程复杂且时间漫长;④ GMM释放需考虑其环境行为,包括持久性、环境扩散、对本土微生物群落的冲击、水平基因转移(HGT)以及对生态和人类健康的影响;⑤ 优化GMM遗传设计可降低监管障碍,包括菌种选择、基因组工程方法、优化遗传稳定性、防止噬菌体攻击等;⑥ 优化GMM遗传设计还可提高控制和生物安全性以降低环境风险,包括合成营养缺陷型、安全开关、生存时间控制、释放后跟踪、阻止HGT、抗噬菌体工程等;⑦ 提出了一个新的监管框架,以促进GMM在新兴应用中的发展,最大限度发挥其益处、降低风险。
Design and regulation of engineered bacteria for environmental release
02-04 , doi: 10.1038/s41564-024-01918-0
Cell[IF:42.5]
① 核心主题阐述:本文探讨通过调控植物根际微生物组开发气候智能型作物的潜力,以提高产量并减少环境影响。② 微生物组调控机制:植物基因与根系分泌物共同塑造根际微生物组,基因组关联分析(GWAS)和微生物组GWAS(mGWAS)可识别调控特定功能的遗传位点,优化微生物组组装以提升养分循环、抗逆性和碳封存。③ 基因工程策略:通过CRISPR等技术改造植物基因或微生物,增强生物固氮(如工程化氮固定菌)及抑制硝化作用(如生物硝化抑制性根分泌物),减少化肥依赖和温室气体排放。④ 抗逆性与共生功能:根际微生物组通过分泌抗病物质或激素提升植物抗旱、抗盐及病虫害能力,如特定放线菌和丛枝菌根真菌(AM)增强胁迫适应性,形成“记忆效应”。⑤ 碳封存路径:优化光合作用效率(如C4光合途径改良)、根系碳分配及微生物碳利用效率(CUE),结合秸秆还田等管理措施,提升土壤有机碳稳定化,减少大气CO₂浓度。⑥ 精准农业整合:整合AI模型与高通量表型技术,设计环境响应型合成微生物群(SynCom),结合精准农业微生物工程(PAME),实现作物-微生物功能协同以应对气候变化。⑦ 挑战与验证:需克服微生物组环境异质性、长期稳定性及基因-微生物互作复杂性,通过多尺度实验验证功能,并平衡产量与生态效益,确保技术安全与规模化应用可行性。
Exploring the plant microbiome: A pathway to climate-smart crops
03-20 , doi: 10.1016/j.cell.2025.01.035
Cell[IF:42.5]
① 研究设计与核心关联:通过分析182个水稻品种的根部微生物群落组成及其田间分蘖数,发现根部微生物群结构与水稻分蘖数存在显著相关性(线性回归模型显示微生物群解释28.2%的分蘖变异)。② 核心调控机制:根部细菌Exiguobacterium R2567通过产生环(亮-脯)二肽(cyclo(Leu-Pro)),结合水稻类萝卜素(SL)受体OsD14激活SL信号通路,从而抑制分蘖。③ 微生物调控验证:分离的5个属细菌在实验室和田间实验中均表现出分蘖调控作用,其中Exiguobacterium等3个属菌株显著减少分蘖(抑制率达13.6%-35.2%),而Roseateles等2个属促进分蘖(增幅约11.2%)。④ 分子作用机制:cyclo(Leu-Pro)通过与OsD14直接结合(解离常数2.56μM)诱导OsD53降解,其与SL类似物rac-GR24具有相似结合模式,但不依赖内源SL合成,需OsD14介导才能抑制分蘖。⑤ 应用潜力与调控网络:该二肽在6种其他根部细菌中低量存在,且水稻能刺激R2567增产该分子,为通过调控根际微生物群优化作物产量提供了新策略,如在不同水稻品种中抑制分蘖效果与SL受体功能直接相关。
Root microbiota regulates tiller number in rice
04-22 , doi: 10.1016/j.cell.2025.03.033
Lancet Planetary Health[IF:21.6]
① 中国农业大学和瓦赫宁根大学联合培养的蔡鸿毅作为通讯作者发表了一项研究,评估了中国遵循EAT-Lancet参考饮食模式的健康结果、环境影响和饮食成本;② 本研究基于中国健康与营养调查队列,纳入了1997至2015年中16,029名参与者作为基线样本,在平均9.86年的随访期间,每增加一个标准差的EAT-Lancet饮食指数(ELDI)分数,死亡风险降低8%,心血管疾病风险降低16.1%,2型糖尿病风险降低25.3%;③ 但ELDI与饮食相关的温室气体排放和土地使用的关联较小,且遵循该饮食模式还会导致饮食成本增加3.3%;④ 研究建议将可持续性指标整合到未来中国的饮食指南中,并推荐政策措施,如对水果和蔬菜提供农业补贴,对红肉征收碳税,以提高饮食实践的可负担性、减少环境影响并增强整体可持续性。
Health outcomes, environmental impacts, and diet costs of adherence to the EAT-Lancet Diet in China in 1997-2015: a health and nutrition survey
2024-12-01 , doi: 10.1016/S2542-5196(24)00285-7
Lancet Planetary Health[IF:21.6]
① 研究对象与方法:该研究通过自由空气二氧化碳富集(FACE)及温控FACE(T-FACE)平台,对亚洲28个水稻品种进行2014-2023年田间试验,评估二氧化碳(CO₂)浓度升高、温度上升及其协同效应下稻米砷积累变化,并结合土壤生物地球化学机制及健康风险模型分析饮食暴露风险。② 核心发现:CO₂与温度协同升高显著增加稻米中无机砷含量,导致2050年亚洲七国(如中国、印度等)癌症及非癌症健康风险上升,模型预测癌症病例将因协同效应额外增加44%。③ 协同效应机制:CO₂与温度联合作用使稻米总砷及无机砷浓度显著升高(p<0.0001),土壤微生物基因(如arsC)丰度增加促进砷还原,土壤红ox电位降低加剧砷释放,形成协同效应。④ 健康风险模型:CO₂+温度情景下越南等国稻米无机砷暴露量达8.33μg/kg/day,癌症风险因协同效应额外增加4400万例;非癌症危害商数(HQ)均超安全阈值(≥1),涉及心血管疾病、糖尿病等。⑤ 土壤生物地球化学:FACE试验显示温度升高显著提升砷吸收,CO₂加剧温度敏感性,土壤微生物群落变化(如arsC基因丰度增6倍)驱动砷甲基化及生物可利用性增强,解释稻米砷积累机制。
Impact of climate change on arsenic concentrations in paddy rice and the associated dietary health risks in Asia: an experimental and modelling study
04-16 , doi: 10.1016/S2542-5196(25)00055-5
Nature Food[IF:21.9]
① 中国科学院大学的汪寿阳、段宏波与团队在Nature Food上发表研究,通过对中国各地菜肴的温室气体排放进行评估,提出了与巴黎协定目标相符的饮食变化策略;② 对来自中国省会城市的800,488家餐馆的36个菜系的540种菜肴的排放量;③ 2020年,中国食品系统的温室气体排放量约为4.64G吨二氧化碳当量,占总排放量的37%,平均每道菜的排放量为8.44公斤二氧化碳当量;④ 目前中国的食物消费排放模式可能无法实现1.5°C和2°C的气温控制目标,但通过向低排放菜肴和饮食习惯转变,可将排放量减少38-69%。
GHG mitigation strategies on China's diverse dish consumption are key to meet the Paris Agreement targets
2024-05-21 , doi: 10.1038/s43016-024-00978-z
Nature Food[IF:21.9]
① 中山大学公共卫生学院柳雁和夏敏团队发表研究,提出了适合中国各地饮食传统的区域特定参考饮食(RRD),旨在改善健康和环境可持续性;② 1990-2019年,中国各地区的饮食结构变化显著,红肉、水产和乳制品的摄入增加,谷物和蔬菜摄入减少,伴随疾病负担和环境压力上升,且不同地区间存在差异;③ 根据中国各地区饮食习惯和环境条件进行优化,提出不同地区(北部、东部、中部、南部、西南部)的RRD饮食模式;④ 与世界卫生组织、EAT-Lancet委员会和中国营养学会的饮食指南相比,采用RRD可在全国范围内促进健康饮食和环境可持续饮食的快速转变;⑤ RRD不仅可满足营养摄入需求,在所有地区改善健康,还可减少所有5个环境影响指标(温室气体排放、淡水消耗、农业用地、酸化排放、富营养化排放);⑥ RRD干预策略可显著改善中国的健康与环境,具有广泛的应用前景。
Adoption of region-specific diets in China can help achieve gains in health and environmental sustainability
2024-08-30 , doi: 10.1038/s43016-024-01038-2
Nature food[IF:21.9]
① 浙江大学汪笑溪团队发表研究,通过综合评估模型系统分析了中国食品系统转型路径与联合国可持续发展目标的协同关系;② 现行发展路径下,中国食品系统在多数社会与环境指标上难以实现2030年可持续发展目标,存在系统性调整需求;③ 单一政策干预存在显著权衡效应,如单纯追求环境目标会制约社会发展,而仅强调经济增长可能加剧环境压力;④ 健康饮食转型策略显示出独特的协同效益,能同步改善营养健康(减少5.7%的膳食相关疾病)、降低环境压力(减少7.3%农业碳排放)并提升农民收入;⑤ 整合公共卫生、环境治理与社会发展的“三轨并行”策略可最大程度化解政策冲突,使80%以上可持续发展指标实现正向协同;⑥ 研究揭示了系统性政策设计对食品系统转型的关键作用,为中国统筹推进生态文明与共同富裕提供了量化决策依据。
Bundled measures for China's food system transformation reveal social and environmental co-benefits
01-21 , doi: 10.1038/s43016-024-01100-z
ACS Nano[IF:16]
① 南方医科大学黄振烈团队发表研究,表明肠道上皮细胞中Nrf2基因的缺乏会加剧聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs)引起的神经毒性,揭示了肠道健康与PS-NP暴露后神经学结果之间的直接联系;② 研究通过28天的重复剂量口服毒性研究,发现PS-NP暴露导致肠道微生物群失调,进而增加肠道内IL-17C的产生;③ 过量的IL-17C通过血液进入大脑,引发炎症和脑损伤,而通过抗IL-17C中和抗体或抗生素治疗可以减轻这种神经毒性;④ 此外,研究还发现PS-NP诱导的肠道微生物群变化与IL-17C的产生有关,如Mesorhizobium和Lwoffii等微生物的丰度增加,这些微生物在Nrf2缺陷小鼠肠道中的增多与IL-17C的产生有关;⑤ 这些发现加深了我们对PS-NP引起的神经毒性的调控机制的理解,并强调了维持肠道健康对于减轻PS-NP神经毒性的重要性。
Fragile Guts Make Fragile Brains: Intestinal Epithelial Nrf2 Deficiency Exacerbates Neurotoxicity Induced by Polystyrene Nanoplastics
2024-08-19 , doi: 10.1021/acsnano.4c03874
ACS Nano[IF:16]
① 华南农业大学徐汉虹、张志祥团队研究探讨了不同类型金属有机框架纳米颗粒(MOF NPs)对斑马鱼肠道菌群和肝脏代谢的影响,揭示了其潜在的健康和环境风险;② 五种MOF NPs对斑马鱼胚胎和成年斑马鱼的毒性顺序为Cu-MOF > ZIF-90 > ZIF-8 > Fe-MOF > Zr-MOF;③ 组织病理学分析发现ZIF-8、ZIF-90和Cu-MOF NPs会导致斑马鱼肝脏肿胀和空泡化,细胞超微结构显示这三种MOF NPs严重破坏了肠上皮细胞和肝细胞中的线粒体结构;④ 所有五种MOF NPs显著改变了斑马鱼肠道中的优势微生物群,Fe-MOF、ZIF-8、Zr-MOF和Cu-MOF处理组显著增加了与肠道炎症相关的菌群,如包括气单胞菌属、邻单胞菌属和军团菌属;⑤ 花生四烯酸代谢中促炎因子(白三烯E4、20-羟基花生四烯酸)水平降低,而抑炎因子(8,9-环氧二十碳三烯酸)水平升高,维生素B6代谢和其他信号通路中与氧化应激相关的代谢物(如谷氨酰胺、吡哆胺和L-谷氨酸)显著减少;⑥ 不同MOF NPs对斑马鱼的毒性差异较大,需要进一步关注MOF NPs在实际环境中的毒性。
Effects of Exposure to Different Types of Metal-Organic Framework Nanoparticles on the Gut Microbiota and Liver Metabolism of Adult Zebrafish
2024-08-31 , doi: 10.1021/acsnano.4c03451
Nature Communications[IF:15.7]
① 华南农业大学谭臣、郑金水团队通过大规模基因组测序和抗生素耐药性测试,分析了来自中国的499株猪源肠道外致病性大肠杆菌(ExPEC)分离株,显示这些ExPEC在遗传上与人类起源的大肠杆菌菌株有关联,且大多数菌株表现出高度的多重药物耐药性;② 猪源ExPEC超过80%的菌株属于B1和A两个分支,15株ExPEC与人类来源的大肠杆菌菌株存在遗传相关性,表明可能存在人畜共患病的风险;③ 49株ExPEC携带典型肠道致病性大肠杆菌(enteric E. coli)的毒素基因,暗示存在混合型致病表型,④ 97%的菌株被分类为多重药物耐药(MDR),包括对人类关键药物如三代和四代头孢菌素的耐药性;⑤ 基因组分析还揭示了广泛的抗生素抗性基因(ARGs),通常与共同转移机制有关,例如,观察到携带fosA3、blaCTX-M-14和mcr-1基因的质粒在猪源ExPEC和人类沙门氏菌之间传播;⑥ 本研究结果强调了监测和控制动物中ExPEC感染的重要性,以监控和控制ExPEC感染,防止抗生素抗性的进一步传播。
Population structure and antibiotic resistance of swine extraintestinal pathogenic Escherichia coli from China
2024-07-10 , doi: 10.1038/s41467-024-50268-2