在印度孟买贫民窟，数百名幼儿每天食用由珍珠粟制成的粥、咖喱或烘焙食品。其中一半孩子吃的是普通珍珠粟，另一半则食用一种经过传统杂交育种、铁含量近三倍且锌含量更高的生物强化品种。九个月后，研究人员发现，食用强化谷物的儿童肠道微生物组发生了显著且可能有益的变化，且未出现铁补充剂常见的副作用。该研究于2026年7月30日发表在《自然·通讯》上，并在美国营养学会年会上报告，被认为是首批探索生物强化作物对人体肠道微生物组影响的研究之一。

铁缺乏的全球挑战与补充剂的局限

铁缺乏是全球最常见的营养障碍，影响约四分之一人口。铁不足会导致血红蛋白合成减少，进而引发缺铁性贫血，损害身体发育、大脑功能和认知能力。婴幼儿时期尤其脆弱，铁缺乏可能延缓大脑发育并削弱抗感染能力。传统铁补充剂虽能纠正缺乏，但高剂量补充时，未被吸收的铁会进入结肠，促进有害病原菌生长，抑制有益菌，并可能引起腹泻、便秘等不适。这些副作用对肠道菌群尚未成熟的婴幼儿尤为危险。因此，寻找更安全的补铁策略成为迫切需求。

生物强化珍珠粟的随机试验设计

研究团队在孟买贫民窟招募了223名12至18月龄的幼儿，随机分为两组：一组每日食用含8.7毫克铁/100克的生物强化珍珠粟餐食，另一组食用含3毫克铁/100克的普通珍珠粟。所有餐食由SNDT女子大学设计，确保口味和质地相似。研究助理每天记录两次进食量，并另送一餐回家，每周六天，持续九个月。干预前后收集直肠拭子，通过宏基因组测序分析肠道微生物组成和功能基因。

“我们不得不与种植者合作开发这种粟米，然后采购了38吨，分为两种类型，并找到温湿度合适的储存设施。”研究共同第一作者、康奈尔大学雅各布斯中心研究助理Samantha Huey说，“我们检测了污染情况，并确保其铁锌含量符合预期。”

微生物基因功能揭示有益变化

测序技术不仅识别了细菌种类，还通过比对参考基因组预测了微生物功能。共同第一作者Nathanial Cole解释：“我们比较了儿童肠道菌群的DNA与已知功能物种的参考DNA，从而推断这些微生物在做什么。”结果显示，生物强化粟米组儿童的肠道微生物中，与抵抗病原体相关的通路活性增强，包括产生天然抗生素样化合物的通路和抗氧化代谢通路，同时有害细菌的标志物减少。此外，两组儿童的肠道菌群随年龄增长自然多样化，代谢能力增强，这是健康成熟的标志。

“我们原本认为，基于食物的方法可以帮助我们摆脱一刀切的补充策略，同时实现个性化营养干预。”研究负责人、康奈尔大学雅各布斯中心创始主任Saurabh Mehta博士说，“所以我们决定测试它。”

生物强化作物的潜力与未来方向

Huey指出：“铁补充剂通常剂量高，因为吸收差，但多余的铁会进入结肠，让有害菌繁殖。生物强化通过遗传工程、农艺措施或传统杂交育种提高植物营养密度。”与依赖分销系统和个体依从性的补充剂不同，生物强化作物可以像普通主食一样种植、烹饪和食用，更具可持续性。尽管需要更大规模、更多样化人群的研究来验证，但该策略在低收入和中等收入国家以及美国等发达国家均有应用前景。铁缺乏在美国仍是重要问题，生物强化作物不仅能改善营养，还能提供气候适应性强、高产的主粮。

“最新的膳食指南强调食用全食物，限制超加工食品和添加剂。”Huey说，“种植天然营养密度更高的作物，而不是在食品制造中重新添加微量营养素，符合这些建议。”