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为探究冥想对口腔和肠道微生物组的影响，新加坡国立大学的 Sanjay Swarup 等人开展 Arhatic 瑜伽冥想静修研究。结果发现其能改变微生物组，富集有益菌。该研究为健康干预提供新思路，值得科研人员一读。
新加坡国立大学（National University of Singapore）的 Sanjay Swarup 等人在《BMC Complementary Medicine and Therapies》期刊上发表了题为 “Rapid shift of gut microbiome and enrichment of beneficial microbes during arhatic yoga meditation retreat in a single-arm pilot study” 的论文。这篇论文在探索冥想与人体微生物组关系领域具有重要意义，为理解通过特定生活方式干预促进健康的机制提供了新视角。
研究背景
人体微生物组（human microbiome）是一个庞大而复杂的生态系统，尤其是肠道微生物组（gut microbiome），包含数万亿栖息在胃肠道中的微生物。越来越多的研究表明，肠道微生物组不仅对胃肠道健康至关重要，还在许多全身性疾病，如心血管代谢疾病、自身免疫性疾病和神经精神疾病的发展和进程中发挥着重要作用。它的稳定性受到宿主遗传、年龄、生活方式和饮食等多种因素的影响 。像体育活动、锻炼和瑜伽等行为能够改变肠道和口腔微生物的组成，对宿主健康产生潜在益处。
肠道微生物组通过产生代谢物和信号分子，进入全身循环，影响不同器官的代谢、免疫和内稳态功能，进而维持健康或促进疾病发展。当肠道微生物组处于平衡状态（eubiosis，共生）时，有助于维持人体健康，预防疾病；而失衡状态（dysbiosis，失调）则可能导致氧化应激增加、炎症、肠道屏障通透性改变以及代谢功能障碍等问题。
鉴于此，人们越来越关注能够促进肠道共生的疗法和干预措施。植物性饮食、补充益生元和益生菌以及肠道粪便移植等方法都已被证实可以调节肠道微生物组。同时，一些研究表明，植物次生代谢物和 / 或植物提取物的活性成分能够改善脂质代谢、增强肠道屏障功能、抑制脂肪积累、减少炎症并调节肠道微生物组的丰度，从而改善宿主的健康状况。此外，冥想练习、运动、合理饮食和瑜伽等也逐渐被纳入治疗干预手段，以改善精神和健康障碍，并且有研究表明它们对肠道微生物群组成有益。然而，冥想在调节肠道和口腔微生物组方面的作用机制尚不明确。此前有系统综述强调了冥想在调节压力反应和促进健康肠道屏障功能方面的重要性，并建议进一步探索冥想对肠道微生物组以及口腔 - 肠道轴功能的影响。另外，心理压力也可能通过口腔 - 大脑轴和口腔 - 肠道轴分别影响口腔微生物组和肠道微生物群的变化。因此，研究 Arhatic Yoga（一种高级精神修炼法，包含素食饮食等）对口腔和肠道微生物组的调节作用具有重要意义。
研究方法
- 招募与伦理：研究人员制定了严格的纳入和排除标准来招募参与者。纳入标准包括提供书面知情同意、理解并遵守研究程序、同意采集样本、年龄大于 18 岁且为男性或非孕妇，以及有一定的 Arhatic 瑜伽练习基础。排除标准涉及患有需要治疗的疾病、怀孕、近期使用抗生素、儿科人群和患有明显传染病等情况。根据人类微生物组研究的样本量计算方法，确定需要 15 名受试者以在 p<0.05 的显著性水平下获得 80% 的检验效能。最终招募了 27 名健康的注册从业者，并获得了他们的知情同意。研究还获得了 Pranic Healing Research Institute 的伦理批准（IRB No: 22–08–521–1247），并遵循 Biofield Therapies: Reporting Evidence Guidelines（BiFi REGs）和 CONSORT 2010 指南 。
- 精神静修方案：精神静修活动在美国纽约博维纳一个 84 英亩的冥想中心进行，为期 9 天。所有参与者在静修前至少六个月都接受过 Pranic Healing、Meditation on Twin Hearts 和更高层次冥想练习的正式培训。每日的静修活动通常持续 16 - 18 小时，包括特定设计的身体和呼吸练习、Pranic Healing、自我意识练习以及多种冥想练习，如 Meditation on Twin Hearts、Kundalini meditation、Arhatic Dhyan 和 Meditation on the Higher Soul 等。参与者遵循相同的素食饮食，且无吸烟、饮酒和使用非法药物的近期历史。
- 样本采集与处理：在静修开始（Day0: T1）、中间（Day3: T2）和结束（Day9: T3）三个时间点，采集 24 名从业者的口腔和粪便样本。样本采集后被送往加拿大滑铁卢的 Metagenom Bio Life Science Inc 进行 DNA 提取和测序。由于这是一项单臂、有时间标记的研究，没有设置对照组，而是以不同时间点作为比较。样本在进行 DNA 测序时是盲法处理的，分析时使用了参与者的元数据，但参与者姓名保持匿名。研究人员使用 Sox DNA Isolation Kit 提取粪便和唾液中的总基因组 DNA，然后对 16S rRNA 基因的 V4 区域进行扩增，扩增引物为 515FB 和 806RB。PCR 反应设置为每个样本三个重复，反应条件经过精心设计。扩增后的产物进行混合，用 2% TAE 琼脂糖凝胶进行分离，制备等摩尔的扩增子文库，使用 Qubit dsDNA HS Assay Kit 进行定量，最后用 MiSeq Reagent Kit v2（2 × 250 cycles）进行测序。
- 数据分析：测序得到的原始序列使用 FastQC 进行质量检查，然后利用 Divisive Amplicon Denoising Algorithm 2（DADA2）软件包进行预处理和分析。通过该软件去除引物和低质量碱基，生成非嵌合且无错误的扩增子序列变体（ASVs），并使用 SILVA Database 进行分类学注释。利用 Decontam 软件包基于流行率的方法去除数据集中的污染物。使用 vegan 软件包的 rarecurve 函数生成稀疏曲线，通过 Phyloseq v3.4.2 R 软件包计算 alpha 多样性（衡量微生物群落的丰富度、均匀度或两者）和 beta 多样性（比较两个不同生态系统中的物种多样性）指标。通过成对 Wilcoxon 检验测试 alpha 多样性指标的差异，使用基于 Bray - Curtis 相异矩阵的非度量多维缩放（NMDS）分析口腔和肠道微生物群落组成的差异，通过主坐标分析（PCoA）评估参与者微生物组谱随时间和不同练习的变化。使用成对置换多元方差分析（PERMANOVA）评估 beta 多样性的差异。通过 DESeq2 分析确定静修期间差异富集或减少的 ASVs。利用 PICRUSt2 预测肠道微生物组的代谢功能，并使用 STAMP 软件通过 Welch's t 检验和 Bonferroni 校正来识别参与者随时间变化的具有统计学意义的差异丰富的功能 KEGG 类别 / 代谢途径。原始序列提交到 NCBI，生物项目编号为 PRJNA1071264，研究开始后未对试验结果进行更改。
研究结果
- 微生物组多样性变化：研究人员对参与者的口腔和肠道微生物组进行 16S rRNA 基因扩增子测序分析后发现，最终纳入下游分析的 24 份粪便样本和 11 份唾液样本分别产生了约 370 万和 220 万条原始读数，质量过滤后分别得到约 304 万和 166 万条读数，这些读数在粪便和唾液样本中分别产生了约 132 ± 38 和 84 ± 17 个 ASVs。稀疏曲线显示所有分析样本均达到饱和或平稳状态，表明测序深度足以捕获最大的微生物多样性。结果显示，肠道微生物组的 alpha 多样性（如 Shannon 和 Simpson 指数）在时间进程中没有显著差异（p>0.05），而口腔微生物组在静修结束时，物种丰富度和均匀度有显著差异（p<0.05）。同时，肠道微生物组比口腔微生物组更丰富、更多样化。NMDS 分析揭示了口腔和肠道微生物组谱的差异，PERMANOVA 分析进一步支持了这一差异（p<0.05）。此外，PCoA 分析表明，参与者的肠道微生物组谱随时间变化，成对 PERMANOVA 分析也证实了这一点（T1 和 T2 之间 p<0.05；T1 和 T3 之间 p = 0.05；T2 和 T3 之间 p>0.05），但口腔微生物组谱随时间没有观察到类似变化（p>0.05）。
- 微生物群落结构变化：在静修开始（T1）时，参与者肠道和口腔微生物组结构主要由厚壁菌门（Firmicutes）主导，其次是放线菌门（Actinobacteriota）、拟杆菌门（Bacteroidota）和变形菌门（Proteobacteria）。到静修结束（T3）时，肠道中拟杆菌门成员的丰度显著下降（p<0.05），而放线菌门成员的相对丰度显著增加（p<0.05）。同时，一些微生物属的丰度随时间发生显著变化，如瘤胃球菌扭矩群（Ruminococcus torques group）、阿克曼菌（Akkermansia）、假单胞菌（Pseudomonas）等在肠道中的相对丰度增加，而布劳特氏菌（Blautia）、真杆菌哈利组（Eubacterium halli group）等则减少。在口腔微生物组中，嗜氨基酸菌（Abiotrophia）和卟啉单胞菌（Porphyromonas）是持续响应者，而纤毛菌属（Leptotrichia）、乳杆菌属（Leuconostoc）等的丰度从 T1 到 T3 下降。此外，在肠道和口腔样本中还发现了一些微生物的丰度呈现出暂时响应的模式，即到 T2 时增加，之后在 T3 时下降。通过 DESeq2 分析，确定了多个在 T1 和 T3 之间丰度有显著变化（p<0.05）的 ASVs，这表明 Arhatic 瑜伽冥想和素食饮食对某些微生物群的调节有影响，可能促进健康。研究还发现，年龄和性别对肠道微生物组变化的影响不显著（p>0.05）。
- 肠道微生物的预测代谢功能：通过 PICRUSt2 分析预测肠道微生物组的功能途径，结果显示在静修结束（T3 时间点）时，一些代谢途径得到富集，如半胱氨酸和蛋氨酸代谢、硒化合物代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、硫代谢、烟酸和烟酰胺代谢以及甘油磷脂代谢等；而叶酸生物合成、药物代谢、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化以及核黄素代谢等相对减少。
- 基于练习水平的微生物组变化：参与静修的每位从业者都有不同的 Arhatic 水平（0 - 5 级），并且每周进行冥想和 Meditation on Twin Hearts 练习的频率不同。研究发现，Arhatic 水平较高（3 级及以上）的从业者在静修结束时，其微生物组有轻微的趋同趋势；频繁进行 Meditation on Twin Hearts 和冥想练习（每周 3 次或更多）的从业者，其微生物谱比不频繁练习者的趋同程度更高，但这些结果通过 PERMANOVA 分析没有达到统计学显著性（p>0.05）。研究还确定了一些在 T1 和 T3 时间点与较高 Arhatic 水平相关的差异丰富的 ASVs，这些 ASVs 在 T3 时在高 Arhatic 水平从业者中占主导地位。
研究结论与讨论
这项研究首次在控制环境下评估了强化冥想练习对微生物组调节的影响，以及在短时间内冥想对口腔和肠道微生物组的作用。研究表明，Arhatic 瑜伽冥想与素食饮食相结合，在短短 9 天的强化静修期间，能够增加口腔微生物组的 alpha 多样性和肠道微生物组的 beta 多样性，同时使已知的有益健康的微生物富集。这意味着冥想有可能作为一种日常干预手段，调节口腔和肠道微生物组，促进健康。
在口腔微生物组方面，虽然 beta 多样性没有整体变化，但在静修期间，一些有益健康的微生物，如棒状杆菌（Corynebacterium）、罗氏菌（Rothia）和奈瑟菌（Neisseria）等在口腔微生物组结构中得到富集，这些微生物参与的硝酸盐 - 亚硝酸盐 - 一氧化氮途径对心血管或代谢健康具有重要意义。而肠道微生物组在短时间内组成发生了显著变化，这得益于 Arhatic 瑜伽冥想和素食饮食的共同作用。预测的微生物代谢途径富集，如氨基酸代谢相关途径，表明这些变化对健康有益，可能涉及氧化还原平衡、免疫功能和肠道 - 大脑轴调节等方面。例如，短链脂肪酸（SCFAs）产生菌的增加，如瘤胃球菌扭矩群、Subdoligranulum 等，它们在免疫调节和肠道 - 大脑轴中发挥重要作用，能够维持肠道屏障完整性、保护肠道免受炎症，并通过内分泌、免疫、迷走神经和体液途径影响肠道 - 大脑功能 。Akkermansia 参与肠道屏障功能，与人体更健康的代谢状态相关；Ligilactobacillus、Romboutsia 和 Turicibacter 等也被报道具有健康益处，如 Ligilactobacillus salivarius 可通过微生物群 - 肠道 - 大脑轴改善身体生长和抗氧化能力，并调节行为 。此外，研究中每日进行的 Meditation on Twin Hearts 练习对大脑的定性脑电图产生了显著影响，可能也对肠道 - 大脑轴起到了积极作用。
然而，该研究也存在一些局限性。它是一项单臂研究，数据集规模较小，且缺乏从业者的代谢物谱。未来的研究可以在此基础上，通过多组学方法进一步剖析饮食和冥想练习对整体反应的影响，以及它们对参与者长期健康的影响。同时，设计包含多个对照组的研究，有助于更清晰地界定饮食和冥想对肠道微生物组的影响。研究与免疫反应调节和神经调节相关的微生物代谢物，以及利用元转录组学 / 宏基因组学技术，将有助于更深入地了解微生物组随时间的表达谱差异，从而更好地理解肠道 - 大脑轴的机制。
总体而言，这项研究为探索冥想和素食饮食对微生物组的影响提供了重要的初步证据，为未来进一步研究和开发基于微生物组的健康干预措施奠定了基础，有望为改善人类健康提供新的途径和方法。
