本文要点

研究背景与设计

针对高膳食维生素B12摄入是否影响肠道菌群功能的问题，整合277名健康美国成年人的粪便宏基因组、粪便/血浆短链脂肪酸（SCFA）及血浆B12数据进行观察性队列分析。

核心发现与意义

膳食B12摄入＞8.51 μg/天与肠道菌群厌氧B12生物合成能力下降及粪便乙酸、丙酸、丁酸浓度降低显著相关，提示过量B12可能通过功能重塑影响菌群代谢输出。

微生物功能变化

基于宏基因组组装基因组分析，高B12摄入组携带完整厌氧B12生物合成通路的菌群比例显著降低。

SCFA关联特征

高B12摄入与粪便乙酸、丙酸浓度呈显著负相关，丁酸亦降低；该关联在调整膳食纤维与蛋氨酸摄入后仍存在。

机器学习验证

在充足B12摄入或未使用补充剂人群中，微生物通路丰度可预测粪便丙酸浓度；高摄入或补充剂使用者中该预测能力消失。

潜在机制线索

在未使用补充剂者中，叶酸转化与蛋氨酸生物合成通路丰度与粪便丙酸正相关，而原卟啉Ⅱ生物合成通路丰度与之负相关，提示一碳代谢流重分配。

核心关键词

维生素B12　　肠道微生物　　粪便短链脂肪酸　　膳食摄入　　宏基因组　　丙酸　　丁酸　　健康成年人　　机器学习

科普解读

在营养学领域，维生素B12长期以来被视为一种“多多益善”的微量营养素，尤其对于素食者和老年人群，补充B12几乎成为标准建议。

然而，一项来自加州大学戴维斯分校营养系Danielle G Lemay团队的最新研究，向这一传统认知抛出了一个值得深思的问号。这项发表于Gut Microbes的研究，通过对277名健康美国成年人的深度分析发现，当膳食B12摄入量超过每天8.51微克时，不仅可能抑制肠道菌群自身合成B12的能力，还与粪便中特定短链脂肪酸(SCFA)的显著降低有关。这一关联在剔除了膳食纤维和蛋氨酸的混杂影响后依然成立，提示我们可能需要重新审视B12补充的“上限”问题。

当肠道菌群“习惯”了外援

维生素B12在人体内的吸收是一个精密的限量过程。通过胃黏膜内因子介导的主动转运，小肠每次只能摄取约1.5至2.5微克的B12。这意味着，当摄入量远超这一阈值时，相当一部分B12会绕过小肠，直接进入大肠，成为肠道菌群可利用的“外援”资源。

研究团队基于食物频率问卷，将参与者分为两组：每日摄入2.4至8.51微克的“充足摄入组”，以及超过8.51微克的“高摄入组”。值得注意的是，无论哪一组，参与者血浆B12水平几乎都处于充盈状态（超过96%的受试者血浆B12在148至300 pmol/L之间）。这为研究提供了一个独特的视角：在一个并不缺乏B12的健康人群中，过量摄入究竟会带来什么？

为了回答这个问题，研究者没有依赖传统的读长式功能注释工具，而是采用了组装式宏基因组学方法。他们从粪便样本中重建了中等质量的宏基因组组装基因组(MAGs)，并直接检测了编码厌氧B12合成完整通路的基因模块。结果显示，高摄入组参与者肠道中，拥有完整B12合成能力的菌群比例出现了具有统计学意义的下降（p=0.049）。换言之，当外部供应充足时，菌群似乎“关闭”了部分自给自足的生产线。

被忽视的代谢代价：SCFA的降低

如果说B12合成能力的下调只是菌群的一种适应性调整，那么粪便SCFA浓度的降低则直接关联到宿主健康。SCFA，尤其是乙酸、丙酸和丁酸，是肠道菌群发酵膳食纤维的核心产物，在维持肠道屏障、调节免疫和供能等方面发挥着关键作用。

研究团队在控制了年龄、性别、BMI、可溶性膳食纤维和蛋氨酸摄入后，发现高摄入组粪便乙酸、丙酸和丁酸的模型调整均值，均显著低于充足摄入组。例如，充足组的乙酸调整均值为31.7 nmol/mg，而高摄入组仅为26.8 nmol/mg（FDR校正p<0.001）。更为关键的是，研究团队进一步利用广义线性模型，在连续变量上验证了B12摄入与粪便SCFA之间的负向剂量反应关系：随着B12摄入量增加，粪便乙酸和丙酸的边际预测值呈显著下降趋势。

这一发现澄清了一个关键争议。动物源食品同时富含B12和蛋氨酸，而既往动物实验表明，高蛋氨酸饮食可能抑制SCFA产生。但在本研究中，研究者巧妙利用了B12补充剂使用者这一群体——他们B12摄入量高，但蛋氨酸摄入与B12的相关性在其中消失。在排除了蛋氨酸的干扰后，高B12摄入与低SCFA的关联依然稳固，这有力地指向了B12本身的独立效应。

机器学习揭示的“功能断层”

为了探究菌群功能与SCFA产量之间的深层联系，该研究团队将参与者按B12摄入和补充剂使用情况分为四组，并构建了随机森林模型。一个引人注目的结果是：仅在“充足摄入组”和“不使用补充剂组”中，微生物通路的丰度能够有效预测粪便丙酸浓度；而在高摄入或使用补充剂的组别中，这种预测能力几乎丧失。

在不使用补充剂的参与者中，模型识别出的关键预测特征大多指向“一碳代谢”。具体而言，叶酸转化通路和蛋氨酸合成通路的丰度越高，预测的丙酸浓度也越高。研究者推测，在B12相对稀缺的环境下，某些肠道菌群会转向依赖B12非依赖的蛋氨酸合成酶，利用叶酸衍生物作为甲基供体。这一代谢切换可能促进了丙酸前体物质的积累和流向。相反，当外部B12充裕时，菌群可能通过核糖开关等调控机制，抑制胞内B12的合成，间接降低了丙酸的产生效率。这种“功能断层”现象，或许能解释为何在整体菌群组成未发生显著变化的情况下，SCFA的产量却出现了明显差异。

从观察到干预的紧迫性

尽管这项研究揭示了高B12摄入与肠道代谢物之间的稳健关联，但研究者也审慎地指出了其局限性。作为一项横断面观察性研究，它无法确立因果关系。样本量（277人）相对有限，且肥胖人群的代表性不足，可能影响结论的外推性。此外，血浆SCFA浓度并未随粪便SCFA同步变化，这表明高B12摄入对肠道局部代谢的影响，可能远大于对全身循环水平的影响。

然而，这些局限并不削弱该研究的核心启示。当前，美国近58%的成年人服用维生素补充剂，而膳食指南对B12摄入并未设定安全上限。该研究首次在健康人群中提示，超过8.51微克/天的B12摄入，可能并非“无害的多余”，而是以牺牲肠道菌群合成功能和有益代谢物为代价的。研究团队明确呼吁，未来迫切需要开展干预性临床试验，以验证在高纤维饮食背景下，限制B12摄入是否能恢复菌群的SCFA生产能力。这一发现，无疑为精准营养和个性化补充策略的制定，提供了一个全新的、基于肠道微生态的考量维度。

图片摘要

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原文链接

https://rbase.chinagut.cn/base/article/9e9441c67fe54bda99e9a8118a30eed8