Regeneron ISEF 2025 大奖：BEHA066 - 通过肠道微生物组对夏威夷健康进行分区

夏威夷原住民和太平洋岛民 (NHPI) 患有心脏代谢健康问题的比例过高，糖尿病死亡率是一般人群的 3.32 倍，但只有 3% 的少数族裔中心研究对 NHPI 数据进行了分类。\n\n本研究开发了分区-微生物组整合模型 (ZMIM)，这是一个新颖的框架，可以量化欧胡岛 NHPI 社区的分区政策、肠道微生物组组成和心脏代谢健康之间的关系。该研究将夏威夷地理信息系统 (GIE) 分区数据与健康测量数据和肠道微生物组图谱 (n=1,656) 相结合，使用机器学习来识别居住环境和非居住环境中的模式。\n\n结果显示，居住区的 NHPI 个体表现出肠道微生物多样性降低（中位数：0.155），同时 BMI（系数：4.737，P<0.01）和 A1c 水平升高。教育程度成为显著的保护因素，尤其是在居住区（系数：-0.858，P<0.01），但在非居住区则不然，这表明教育在不同的区域划分背景下提供的健康益处存在差异。SHAP 分析发现，混合用途的接近性是影响肠道菌群多样性的排名最高的分区特征（重要性：0.172），在 92% 的引导样本中位列前茅。\n\nZMIM 框架提供了一种标准化方法，用于量化分区政策如何通过肠道菌群改变影响健康，并提供了一种可复制的方法来检验其他土著社区中的类似关系，并在临床症状出现之前识别环境暴露的早期生物学指标。