口腔微生物组多样性影响身体活动与认知功能的关联 | Cell Press论文速递

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2026-03-17 17:04发布于北京CellPress细胞科学官方账号

问AI · 口腔微生物组如何调节运动对认知的益处？

交叉学科

Interdisciplinary

随着人口老龄化加速，认知功能下降与痴呆相关疾病已成为全球公共卫生领域面临的重要挑战。如何在尚缺乏有效治愈手段的背景下，通过可干预生活方式与生物学因素实现早期预防，正成为老龄健康研究的核心议题。规律身体活动已被广泛认为有助于维持老年期认知功能，但不同个体从身体活动中获益程度并不一致，其背后的因素仍不清楚。

近年来，口腔微生物组作为连接炎症、代谢、神经系统与衰老的重要生物学环境，受到越来越多关注。围绕这一前沿方向，清华大学、新加坡国立大学、北京协和医学院等单位的科研人员联合开展研究，评估了老年人闲暇时间身体活动（LTPA）、口腔微生物组多样性与认知功能之间的独立及联合作用。相关成果以 “Oral microbiome diversity shapes the association between leisure-time physical activity and cognitive function among older adults” 为题，2026年2月发表于Cell Press细胞出版社旗下期刊iScience。

摘要

规律闲暇时间身体活动和口腔微生物组组成均可能影响老年期认知功能，但二者的联合作用此前尚不清楚。本研究基于美国全国代表性人群调查数据，这些参与者同时具有口腔微生物组测序、自报闲暇时间身体活动以及四项标准化认知测试数据（记忆、语言流畅性、信息处理速度）。结果显示，在多变量调整后，更高水平的身体活动与更好的记忆和处理速度表现相关；更高的口腔微生物组α多样性也与更好的处理速度相关。进一步分析发现，在达到身体活动指南推荐水平的人群中，口腔微生物组多样性较高且群落结构更有利者，其语言流畅性和处理速度表现更佳。研究提示，维持规律身体活动并保持较好的口腔微生态多样性，可能共同支持老年期认知健康并促进健康老龄化。

论文摘要

文章简介

认知衰退的预防需要从单一危险因素转向可干预行为因素的综合视角。身体活动作为低成本、可持续、可推广的生活方式干预，是老龄认知健康研究中的重点方向，但真实世界研究中仍存在明显异质性，提示可能存在尚未被充分识别的效应修饰因素。

口腔微生物组是近年来快速发展的研究领域。已有研究提示，口腔菌群失衡与炎症反应、心血管风险以及认知下降相关，而口腔微生物多样性（包括α多样性与β多样性）可作为反映口腔生态状态的重要指标。与此同时，越来越多证据显示，身体活动不仅直接影响神经与代谢系统，还可能通过改善口腔微生态环境间接影响健康结局。

基于此，本研究基于美国国家健康与营养检查调查的数据，同时包含了口腔16S rRNA测序、闲暇时间身体活动问卷、认知测试与丰富的协变量信息，检验了四个层面的问题：身体活动与认知功能的关联、口腔微生物组多样性与认知功能的关联、口腔微生物多样性对“身体活动-认知”关联的修饰作用，以及基于白细胞计数（WBC）的炎症相关探索性机制。

结果

研究纳入575名60–69岁参与者。样本具有全国代表性，认知功能采用CERAD即刻回忆、CERAD延迟回忆、动物命名流畅性测试（AFT）和数字符号替代测试（DSST）进行评估。在多变量调整模型中，更高的闲暇时间身体活动水平与更好的认知表现相关。按连续变量分析，每增加100 MET-min/week的身体活动，与CERAD即刻回忆、CERAD延迟回忆和AFT得分升高相关；DSST也呈正向趋势。按分组分析，达到推荐活动水平者相较不活动者，在DSST、AFT以及CERAD延迟回忆上的表现更优。

在口腔微生物组多样性方面，部分α多样性指标（如OTU richness、Inverse Simpson）与DSST（处理速度）呈显著正相关；β多样性聚类分析显示，不同微生物群落结构对应不同的认知表现，尤其在AFT与DSST上差异更明显。

更重要的是，联合分析表明，口腔微生物组多样性会影响身体活动与认知之间的关联强度。在若干α多样性较高亚组中，达到推荐身体活动水平者在AFT和DSST上表现出更明显优势；β多样性分层与限制性立方样条分析进一步提示，不同菌群结构对应不同的“身体活动-认知”剂量反应曲线形态和阈值区间。总体上，在某些更有利的口腔微生物组特征下，身体活动对执行功能和处理速度的认知收益更突出。

此外，基于生物标志物的分析发现，较高的身体活动水平和较高的口腔微生物组多样性与更低的白细胞计数相关，而较高的白细胞计数与较差的DSST表现相关，为炎症相关通路提供了支持性线索。

图1展示了口腔微生物组α多样性与LTPA对认知功能的联合关联。图中按四种α多样性指标（Observed OTUs、Faith’s phylogenetic diversity、Shannon index、Inverse Simpson index）的四分位分组，并结合LTPA水平（不足/充足）比较四类认知测试（CERAD即刻回忆、CERAD延迟回忆、AFT、DSST）的调整后差异。

图2展示了口腔微生物组β多样性与LTPA对认知功能的联合关联。上半部分（A–D）采用限制性立方样条模型，分析不同β多样性聚类中LTPA（连续变量）与四类认知功能之间的非线性关系；下半部分（E–H）采用分类模型，将“不足LTPA”和“充足LTPA”与“无LTPA”参考组比较，评估不同β多样性聚类下的认知得分差异。

讨论

这项研究提供了三方面的信息。首先，闲暇时间身体活动与老年人多维度认知功能呈正相关，尤其在处理速度和执行功能相关指标上表现更明显。其次，口腔微生物组多样性本身与认知表现相关，提示口腔微生态状态可能是认知健康研究中值得关注的生物学环境因素。再次，本研究进一步指出，身体活动与认知功能的关联并非在所有人群中完全一致，而是可能受到口腔微生物组多样性的调节。

本文提出，身体活动可能通过改善神经血管功能、促进神经营养因子表达、降低慢性炎症等途径支持认知健康；而较为健康的口腔微生态环境可能有助于降低全身炎症负荷，从而增强身体活动带来的认知获益。尽管本研究为这一“身体活动-口腔微生物组-认知”联动框架提供了流行病学支持，但由于研究为横断面设计，尚不能直接推断因果关系，仍需纵向队列与干预研究进一步验证。

本文的共同第一作者清华大学博士、新加坡国立大学博士后尤彦伟表示：“健康老龄化研究正在从单一行为因素分析走向多因素协同与机制整合。这项研究的意义在于，我们不仅再次观察到闲暇时间身体活动与老年人认知功能之间的积极关联，还进一步发现这种关联会受到口腔微生物组多样性的影响。此外，我的导师马新东教授团队关注全生命周期健康干预，尤其是身体活动、睡眠与认知之间的关系，以及运动影响脑健康的机制研究。这项工作把身体活动、口腔微生物组和认知功能联系起来，是在真实人群数据中对这一综合研究思路的进一步拓展。”

本文的共同第一作者清华大学在读硕士生崔逸聪表示：“我们在全国代表性老年人群数据中同时整合了闲暇时间身体活动、口腔微生物组测序与多维度认知测评，并在充分控制混杂因素后观察到较为一致的结果。我们发现同样达到身体活动推荐水平，不同口腔微生态状态的人群，认知获益的强度可能并不相同。这个发现提示我们，未来在促进健康老龄化时，可能需要把运动促进与口腔健康、微生态管理放在同一个综合干预框架中来考虑。”

本文的共同第一作者清华大学在读博士生郑可风表示：“我们这项工作是基于人群数据开展初步探索，结果提示，运动和口腔健康均应在健康老龄化策略中予以关注。未来如果能在更大样本、纵向随访及干预研究中进一步验证，有助于将相关发现转化为更具可操作性的健康管理建议。”

结论

本研究发现，更高水平的闲暇时间身体活动与更好的认知功能相关，口腔微生物组多样性也与认知表现相关，并且会影响身体活动与认知之间的关联强度。这一结果提示，在健康老龄化和认知衰退预防中，除了鼓励规律运动，还应重视口腔健康与口腔微生态环境的潜在作用。未来若能在纵向研究和干预试验中进一步验证，有望为老年认知健康管理提供更精准的综合策略。