肠道微生物群直接影响肠道中促炎和抗炎反应的平衡。微生物对营养物质的竞争在控制这种平衡中起着关键作用。结直肠癌的高危因素之一——炎症性肠病（IBD）就是一种典型的肠道微生物和肠道免疫系统失衡的疾病。除了局部免疫反应，肠道微生物也影响系统免疫成分，并与越来越多的免疫介导的炎症性疾病有关，例如糖尿病、关节炎、系统性红斑狼疮。肠道菌群失调和相关炎症也与癌症和心脏代谢紊乱有关。流行病学研究已经发现了一些与这些疾病发病有关的饮食因素。然而，这种关系背后的机制是怎样的？

 

由于微生物依赖于肠道内的膳食基质，肠道微生物群通常被认为是食物发挥促炎和抗炎作用的中介。例如，动物实验表明，高脂、高亚铁血红素、高糖、高盐食物和低纤维的食物可通过微生物机制，如诱导辅助性T细胞17（TH17细胞），诱发炎症和自身免疫。对小鼠和人类的其他研究表明，食品加工过程中添加的成分，包括膳食乳化剂、抗菌添加剂和人工甜味剂，通过黏液溶解的菌和内毒素的增加，促进肠道通透性增强和肠道炎症的发生。相反，大量摄入色氨酸和纤维通常会导致与结肠健康相关的免疫状态。

 

通过功能性实验，人们对单一化合物促炎和抗炎能力的认识不断增加。然而，对于天然食物和饮食模式如何影响肠道微生物群和宿主，以及这些影响在健康肠道和炎症肠道中是否不同，人们的理解仍然有限。与很少的以食物为基础的干预措施相比，单一营养素的临床试验已经有很多。虽然用药物干预比改变饮食更容易，但这些试验未认承认营养物质在其食物基质中的相互作用。了解全食品（whole foods，即完整食物、天然食品、未加工食品或经过最少程度处理的食物）在饮食模式背景下的协同作用可能有助于我们更好地进行营养研究、制定更有效的营养政策。

 

长期的饮食干预可能是最适合调节肠道微生物群的方法。尽管极短期的饮食变化仍可能扰乱肠道微生物群，但长期的习惯性饮食可恒定的提供饮食基质，并不断塑造肠道生态系统，因此，成年人的微生物恢复能力有与长期习惯性饮食相关的趋势。

 

为探索人类习惯性饮食、肠道微生物和肠道炎症之间的复杂关系，研究人员调查了173个饮食因素与1425例受试者的微生物组之间的关系，这些受试者分为4个队列：克罗恩病（n=205）、溃疡性结肠炎（n=126）、肠易激综合征（n=223）和健康对照（n=871）。研究采用鸟枪法宏基因组学（shotgun metagenomics）测序法分析肠道微生物组成和功能，通过食物频率问卷评估饮食摄入量；进行无监督分层聚类来确定饮食模式和微生物群。研究人员对每个队列的饮食和微生物特征之间的关系进行了探讨，然后进行了荟萃分析和异质性估计。

 

表1给出了各组和大量营养素摄入的队列特征和差异，可见：

 

克罗恩病和肠易激综合征患者比溃疡性结肠炎和健康对照组患者更年轻；

 

与健康对照组相比，肠易激综合征组平均卡路里的摄入量更低，反映出在肠易激综合征组中女生比例更高（女性与男性比例为2:1）；肠易激综合征组女性比例为83%，健康对照组女性比例为52%。

 

与健康对照组相比，肠易激综合征组面包、土豆、奶酪、果酱和酸奶饮料的摄入量更少；

 

与健康对照组相比，克罗恩病组蛋白质和蔬菜的摄入量也较低；既往研究已经证实，克罗恩病组和肠易激综合征患者蛋白质和纤维素的摄入量较低。

 

克罗恩病患者比健康对照组消耗更多的软饮料，而健康对照组酒精的摄入量更高。

 

表1. 队列特征

 

研究人员发现了饮食模式和微生物群之间的38种关联。在对整个参与者的荟萃分析中，研究人员发现61种食物和营养物质与61种微生物、249种代谢途径之间存在关联。

 

研究人员认为，就促进炎症而言，一些微生物可能是“机会性”微生物。某些食物的摄入与这些细菌有关。例如，厚壁菌门瘤胃球菌属的细菌与炎症有关，而研究人员发现，食用加工食品和动物性食品与这些细菌丰度增加有关。

 

与炎症有关的细菌还有bolteae、Coprobacillus和Lachnospiraceae。这些细菌在食用肉类、炸薯条、蛋黄酱和软饮料的人群中都存在。如果没有足够的膳食纤维，这些细菌会吞噬并破坏肠道的保护黏膜层。

 

喝咖啡和颤杆菌（ Oscillibacter）也有关联，而颤杆菌与炎症性肠病有关。

 

研究人员还将饮用烈性酒（非不是红酒）和糖的摄入与有害细菌联系起来。

 

含有面包、豆类（包括鹰嘴豆、豌豆和扁豆）、鱼和坚果的这一类膳食则似乎与持续减少有害细菌有关。

 

研究人员认为，“友好”的细菌会产生短链脂肪酸，这种脂肪酸控制炎症反应，保护构成肠道内壁的细胞的健康。

 

研究小组发现，摄入植物性食物和鱼类与有益细菌之间存在普遍联系。粪杆菌就是其中一种有益细菌。研究人员发现：

 

粪杆菌的存在与坚果、多脂鱼类（oily fish）、水果、蔬菜和谷物的摄入之间相关；

 

酸奶和酪乳等发酵乳制品的摄入量与抗炎细菌双歧杆菌、乳酸杆菌和肠球菌之间存在联系；

 

产生有益的短链脂肪酸的细菌丰度与喝红酒有关。

 

虽然这项研究确定了食物与细菌的联系，但并未证明食物和肠道中特定细菌之间的因果关系。

 

更重要的是，研究人员记录到的这种联系在三个患者参与者队列中都是常见的：研究结果表明，在肠道疾病（克罗恩病、溃疡性结肠炎、肠易激综合征）患者中以及在健康人群中，肠道微生物群与饮食的相关性是一致的，这可能与疾病背景有关，在这些疾病背景中，炎症、肠道微生物变化和营养是一个共同的主线。

 

这项研究具有重要意义。它提示我们：

 

通过长期坚持富含豆类、蔬菜、水果和坚果的饮食，多摄入植物性食物而非动物性食物、低脂发酵奶制品和鱼类，避免饮烈性酒和软饮料，避免加工类高脂肪肉类的摄入，来调节肠道微生物群，有可能预防许多慢性疾病的核心——肠道炎症过程。

 

以全食物为基础的饮食模式可以通过对肠道微生物群的协同作用来增加营养物质的抗炎能力。

 

多摄入含omega-3多不饱和脂肪酸和多酚的食物可以增强产短链脂肪酸细菌的丰度。

 

用植物蛋白替代动物蛋白有可能通过靶向相关微生物途径来减少肠道炎症过程。

 

来源

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.