編者按：腸道微生物影響免疫反應，并與很多免疫介導的炎症性疾病相關。腸道菌群失調和相關炎症與癌症等很多疾病相關。結直腸癌的高危因素之一——炎症性腸病（IBD）就是一種典型的腸道微生物和腸道免疫系統失衡的疾病。腸道微生物群直接影響腸道中促炎和抗炎反應的平衡，微生物對營養物質的競争在控制這種平衡中起着關鍵作用。那麼，“飲食—腸道微生物—炎症”這三者之間關系背後的機制是怎樣的？近期Gut上發表的一項研究對此進行了揭示。

“飲食、腸道微生物、炎症”三者的關系：既往發現

腸道微生物群直接影響腸道中促炎和抗炎反應的平衡。微生物對營養物質的競争在控制這種平衡中起着關鍵作用。結直腸癌的高危因素之一——炎症性腸病（IBD）就是一種典型的腸道微生物和腸道免疫系統失衡的疾病。除了局部免疫反應，腸道微生物也影響系統免疫成分，并與越來越多的免疫介導的炎症性疾病有關，例如糖尿病、關節炎、系統性紅斑狼瘡。腸道菌群失調和相關炎症也與癌症和心髒代謝紊亂有關。流行病學研究已經發現了一些與這些疾病發病有關的飲食因素。然而，這種關系背後的機制是怎樣的？

由于微生物依賴于腸道内的膳食基質，腸道微生物群通常被認為是食物發揮促炎和抗炎作用的中介。例如，動物實驗表明，高脂、高亞鐵血紅素、高糖、高鹽食物和低纖維的食物可通過微生物機制，如誘導輔助性T細胞17（TH17細胞），誘發炎症和自身免疫。對小鼠和人類的其他研究表明，食品加工過程中添加的成分，包括膳食乳化劑、抗菌添加劑和人工甜味劑，通過黏液溶解的菌和内毒素的增加，促進腸道通透性增強和腸道炎症的發生。相反，大量攝入色氨酸和纖維通常會導緻與結腸健康相關的免疫狀态。

通過功能性實驗，人們對單一化合物促炎和抗炎能力的認識不斷增加。然而，對于天然食物和飲食模式如何影響腸道微生物群和宿主，以及這些影響在健康腸道和炎症腸道中是否不同，人們的理解仍然有限。與很少的以食物為基礎的幹預措施相比，單一營養素的臨床試驗已經有很多。雖然用藥物幹預比改變飲食更容易，但這些試驗未認承認營養物質在其食物基質中的相互作用。了解全食品（whole foods，即完整食物、天然食品、未加工食品或經過最少程度處理的食物）在飲食模式背景下的協同作用可能有助于我們更好地進行營養研究、制定更有效的營養政策。

長期的飲食幹預可能是最适合調節腸道微生物群的方法。盡管極短期的飲食變化仍可能擾亂腸道微生物群，但長期的習慣性飲食可恒定的提供飲食基質，并不斷塑造腸道生态系統，因此，成年人的微生物恢複能力有與長期習慣性飲食相關的趨勢。

習慣性飲食、腸道微生物和腸道炎症的關系：當前探索

為探索人類習慣性飲食、腸道微生物和腸道炎症之間的複雜關系，研究人員調查了173個飲食因素與1425例受試者的微生物組之間的關系，這些受試者分為4個隊列：克羅恩病（n=205）、潰瘍性結腸炎（n=126）、腸易激綜合征（n=223）和健康對照（n=871）。研究采用鳥槍法宏基因組學（shotgun metagenomics）測序法分析腸道微生物組成和功能，通過食物頻率問卷評估飲食攝入量；進行無監督分層聚類來确定飲食模式和微生物群。研究人員對每個隊列的飲食和微生物特征之間的關系進行了探讨，然後進行了荟萃分析和異質性估計。

表1給出了各組和大量營養素攝入的隊列特征和差異，可見：

• 克羅恩病和腸易激綜合征患者比潰瘍性結腸炎和健康對照組患者更年輕；
• 與健康對照組相比，腸易激綜合征組平均卡路裡的攝入量更低，反映出在腸易激綜合征組中女生比例更高（女性與男性比例為2:1）；腸易激綜合征組女性比例為83%，健康對照組女性比例為52%。
• 與健康對照組相比，腸易激綜合征組面包、土豆、奶酪、果醬和酸奶飲料的攝入量更少；
• 與健康對照組相比，克羅恩病組蛋白質和蔬菜的攝入量也較低；既往研究已經證實，克羅恩病組和腸易激綜合征患者蛋白質和纖維素的攝入量較低。
• 克羅恩病患者比健康對照組消耗更多的軟飲料，而健康對照組酒精的攝入量更高。

表1. 隊列特征

研究人員發現了飲食模式和微生物群之間的38種關聯。在對整個參與者的荟萃分析中，研究人員發現61種食物和營養物質與61種微生物、249種代謝途徑之間存在關聯。

“不友好”的細菌

研究人員認為，就促進炎症而言，一些微生物可能是“機會性”微生物。某些食物的攝入與這些細菌有關。例如，厚壁菌門瘤胃球菌屬的細菌與炎症有關，而研究人員發現，食用加工食品和動物性食品與這些細菌豐度增加有關。

與炎症有關的細菌還有bolteae、Coprobacillus和Lachnospiraceae。這些細菌在食用肉類、炸薯條、蛋黃醬和軟飲料的人群中都存在。如果沒有足夠的膳食纖維，這些細菌會吞噬并破壞腸道的保護黏膜層。

喝咖啡和顫杆菌（ Oscillibacter）也有關聯，而顫杆菌與炎症性腸病有關。

研究人員還将飲用烈性酒（非不是紅酒）和糖的攝入與有害細菌聯系起來。

含有面包、豆類（包括鷹嘴豆、豌豆和扁豆）、魚和堅果的這一類膳食則似乎與持續減少有害細菌有關。

“友好”的細菌

研究人員認為，“友好”的細菌會産生短鍊脂肪酸，這種脂肪酸控制炎症反應，保護構成腸道内壁的細胞的健康。

研究小組發現，攝入植物性食物和魚類與有益細菌之間存在普遍聯系。糞杆菌就是其中一種有益細菌。研究人員發現：

• 糞杆菌的存在與堅果、多脂魚類（oily fish）、水果、蔬菜和谷物的攝入之間相關；
• 酸奶和酪乳等發酵乳制品的攝入量與抗炎細菌雙歧杆菌、乳酸杆菌和腸球菌之間存在聯系；
• 産生有益的短鍊脂肪酸的細菌豐度與喝紅酒有關。

吃更健康的食物

雖然這項研究确定了食物與細菌的聯系，但并未證明食物和腸道中特定細菌之間的因果關系。

更重要的是，研究人員記錄到的這種聯系在三個患者參與者隊列中都是常見的：研究結果表明，在腸道疾病（克羅恩病、潰瘍性結腸炎、腸易激綜合征）患者中以及在健康人群中，腸道微生物群與飲食的相關性是一緻的，這可能與疾病背景有關，在這些疾病背景中，炎症、腸道微生物變化和營養是一個共同的主線。

這項研究具有重要意義。它提示我們：

• 通過長期堅持富含豆類、蔬菜、水果和堅果的飲食，多攝入植物性食物而非動物性食物、低脂發酵奶制品和魚類，避免飲烈性酒和軟飲料，避免加工類高脂肪肉類的攝入，來調節腸道微生物群，有可能預防許多慢性疾病的核心——腸道炎症過程。
• 以全食物為基礎的飲食模式可以通過對腸道微生物群的協同作用來增加營養物質的抗炎能力。
• 多攝入含omega-3多不飽和脂肪酸和多酚的食物可以增強産短鍊脂肪酸細菌的豐度。
• 用植物蛋白替代動物蛋白有可能通過靶向相關微生物途徑來減少腸道炎症過程。

來源

Laura A Bolte, et al. Long-term dietary patterns are associated with pro-inflammatory and anti-inflammatory features of the gut microbiome. Gut. 2021 Apr 2;gutjnl-2020-322670. doi: 10.1136/gutjnl-2020-322670.

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