饮食健康，一直是大众最关心的课题之一。然而各种健康指南往往众说纷纭，有的强调全麦面包、葡萄、蔬菜、柠檬等含高膳食纤维的食品能够增强人体免疫力，有的将泡菜、酸奶、奶酪、果酱等发酵食品与维持体重，降低患糖尿病、癌症和心血管疾病风险联系起来。孰是孰非，抑或都有点道理？
图 1. 饮食—肠道微生物-免疫的调控关系
图片来源：Cell1
这已不仅仅是一个生活中的科普问题，更是发表于顶尖期刊Cell上的论文课题。而且这个问题还和人体肠道微生物群息息相关。换句话说，我们吃的东西，影响并塑造了肠道微生物群落结构，后者又会影响我们的健康。
有的小伙伴喜欢吃西式快餐饮食，如巨无霸汉堡包、炸鸡薯条、可乐等。殊不知这些饮食也在塑造我们的肠道微生物（图 2）。而学者们怀疑“汉堡包”、“炸鸡薯条”型肠道微生物，似乎与慢性非传染性疾病(NCCDs)在全球的蔓延存在一定联系。因为大量数据表明，饮食是人体肠道微生物种群结构和功能变化的主要驱动因素。许多非传染性疾病由慢性炎症驱动，根源在于肠道菌群所调节的免疫状态不佳。
图 2. 有着西方工业化烙印的巨无霸汉堡包和炸鸡
图片来源：网络
#1
近日，美国斯坦福大学医学院的Hannah C. Wastyk和Justin L. Sonnenburg等人就在Cell上撰文，研究上述饮食—肠道微生物菌群—全身炎症—个体健康的相互关系。
Hannah和Justin对受试人群进行分组，设计了两种以微生物为目标的膳食干预方式：高纤维型和高发酵型，研究二者如何影响健康成年人的肠道微生物群落和免疫系统（图 3）。结果显示，高纤维食品增加了微生物群落的碳水化合物活性酶(CAZymes)表达量。
高发酵食品饮食稳定地增加了微生物多样性，降低了炎症标志物。这些数据表明，发酵食品在对抗工业化社会中微生物多样性的减少和炎症的增加方面可能是有价值的。饮食调节肠道微生物群，进而影响免疫系统。
图 3. 高发酵和高纤维型饮食研究总览
图片来源：Cell1
#2
为了研究以调控微生物为目标的饮食是否能积极影响人体健康，实验在监测健康成人的微生物群落和免疫状态的同时，还通过饮食干预进行代谢组学研究。
他们在研究过程中，将受试者随机分配到两个饮食组:高纤维饮食或高发酵饮食组。在饮食干预前3周采集血液和粪便样本（基线），随后是4周的斜坡阶段，受试者逐渐增加各自被指定的膳食纤维或发酵食品的摄入量(斜坡)，然后是6周的维持阶段，受试者可以保持高水平的纤维或发酵食品的消费(维持)，最后是4周的选择阶段，受试者可以保持他们想要的饮食水平(选择)。
他们对受试者粪便样品进行微生物组成、功能和代谢输出的评估（图 4）。血液样本用于生成免疫系统视图，结果表明基线期的两组受试者肠道微生物群没有差异。在发酵食品组中，从基线期到干预结束，其炎症标志物的显著减少，微生物多样性的显著增加，高纤维食品组中，其特定的短链脂肪酸（SCFAs）显著降低。
图 4. 高纤维和高发酵饮食对人体和微生物的特殊干预效应
图片来源：Cell1
他们对肠道总菌群结构进行分析，结果显示，与基线期相比，高纤维膳食组的毛螺菌属（Lachnospira）增加，而高发酵食品组的毛螺菌属减少。毛螺菌属与高膳食纤维摄入呈正相关。
研究结果还显示，纤维摄入改变了人体肠道微生物群的碳水化合物处理能力和代谢输出。高纤维饮食导致了肠道微生物处理复杂碳水化合物的整体能力增加。但是在微生物群落丰富度较低的个体中，饮食干预(包括增加可溶性纤维)对改善炎症标志物的效果较差（图 5）。
图 5. 高纤维饮食受试者的肠道微生物功能变化
图片来源：Cell1
与高纤维饮食组相比，食用高发酵食物的受试者，其肠道微生物群在干预过程中表现出整体多样性的增加。当发酵食物摄入量高于基线期但低于维持结束期时，多样性在选择期持续增加，这表明多样性增加可能涉及肠道生态系统重塑。
#3
为了探究高发酵食品组受试者肠道微生物多样性增加的原因，他们通过16S rRNA序列分析常见发酵食品中存在的菌群，并与干预期间受试者肠道微生物中新观察到的类群进行了比较。结果显示，在高发酵食品组中，微生物多样性的增加是由于微生物迁移或新种群的获取（图 6）。
图 6.高发酵饮食增加了肠道微生物多样性且改变其结构组成
图片来源：Cell1
至此，这篇文章的研究发现高纤维食品和高发酵食品对人体肠道微生物都有影响，但是影响方式不一样。前者改变肠道微生物功能，激发个性化的免疫响应，后者增加了微生物多样性，降低了炎症标准物水平。有趣的是，这篇文章的研究清晰的阐述了高发酵食品对肠道微生物-免疫这条信号轴的良性调控。
当然，这项研究也有不足之处，例如并没有对两组饮食进行科学系统地对比，也没有对参与者内部进行长期比较。如果说高纤维食品是“鱼”，高发酵食品是“熊掌”，“鱼”和“熊掌”如何兼得或如何取舍？这将是学术界需要进一步研究探讨的问题。
参考文献：
1. Wastyk H C , Fragiadakis G K , Perelman D , et al. Gut-microbiota-targeted diets modulate human immune status[J]. 2021. Doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.06.019
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