健康饮食比粪便移植更能有效地恢复和保护肠道微生物群

人的体内生活着数以万亿计的微生物。这些微生物不仅无害，而且大多数构成了一个多样化且充满活力的群落，有助于消化，增强免疫系统，并帮助抵御有害病原体的侵害。当微生物群落因炎症性肠病、抗生素使用或骨髓移植等情况而受损或耗尽时，恢复它就变得至关重要。

根据《自然》杂志发表的一项新研究，重建微生物群最有效的方法也是最简单的方法：保持健康的饮食。

西蒙斯基金会生命科学部执行副总裁乔伊·伯格尔森 (Joy Bergelson) 表示：“目前，人们非常重视通过粪便移植等方法治疗微生物群减少的问题，但我们的研究表明，如果没有健康的饮食，这种方法就不会成功，事实上，仅靠健康的饮食效果仍然更好。”

“这项研究是一个很好的例子，它是一项源于非常基础科学的临床相关发现，”芝加哥大学的尤金·张（Eugene Chang）说道，他与伯格尔森共同领导了这项研究。“它找到了一种简单、安全、快速地自然恢复微生物群落的方法。”

图中描绘的是健康小肠，内含有益菌。图片来源：西蒙斯基金会的 Alex Eben Meyer

Bergelson 和 Chang 与芝加哥大学的 Megan Kennedy、Michael Cooper、Candace Cham、Marissa L. St George、Martin Kalski、Alex Guzzetta 和 David Rubin；阿贡国家实验室的 Andrew Freiburger、Kathleen Beilsmith 和 Chris S. Henry；以及香港中文大学的 Siew C. Ng 和 Francis K. Chan 共同撰写了这项研究。

这项研究的想法源于论文第一作者肯尼迪在进行一个旨在改善抗生素治疗后康复的项目时。在进行背景研究时，她意识到我们对康复过程的理解中缺少一个重要因素：饮食。

许多美国人遵循西方饮食，通常低纤维、高脂肪。这种饮食已知会对微生物群产生负面影响。肯尼迪惊讶地发现，很少有研究人员认真研究这种饮食如何影响试图在被耗尽后恢复的微生物群。

肯尼迪与她的博士导师张和伯格尔森一起着手进行研究。团队从一个简单的实验开始。小鼠被分别喂食模仿西方饮食和健康均衡饮食的饮食，持续数周。之后，它们的微生物群被清除，研究人员追踪它们的恢复情况。

肯尼迪说：“在接受抗生素治疗一周后，健康饮食的小鼠几乎恢复到了正常状态。相比之下，西方饮食的小鼠体内的微生物群落则完全被摧毁。它们只剩下一种细菌，而且这种细菌在数周内占据了主导地位。它们从未真正回到最初的状态。”

人类粪便样本培养细菌的扫描电子显微照片（SEM）。SEM 显示了多种不同类型的细菌。图片来源：科学图片库

富含单糖的饮食不利于形成多样化的微生物群落。通常情况下，微生物生态系统的形成遵循一个连续的过程：一些微生物首先分解复杂的碳水化合物，产生其他生物赖以生长繁衍的副产物。这个循环不断重复，形成了一个充满活力、相互依存、相互关联的生物网络，以维持其群落的正常运转。

在西方饮食中，“糖类一开始就很简单，不需要有人来分解那些复杂的糖类，”伯格尔森说。“所以，你会得到一种拥有广泛代谢生态位的生物，它可以直接吃掉那里的所有东西。这是一个远不够丰富的群落，因此，它的多功能性也不够强。”

研究小组随后想知道，如果健康微生物群通过粪便微生物移植（FMT）进入人体，饮食是否仍会产生同样的影响。

“FMT 的理念是，你可以从健康人体内提取有益微生物，然后把它们移植到患者体内，这样就能治愈疾病，”肯尼迪说。“它引起了很多人的热情，但我们不确定它与西式饮食会如何相互作用。”

答案是：很糟糕。“完全没效果，”肯尼迪说。“如果饮食健康，移植手术就能奏效；但如果饮食不健康，老鼠基本上没有恢复的迹象。”

该结果可以解释粪便移植临床结果不一致的原因。“粪便移植在实践中相当不靠谱：有时有效，有时无效，”张说。“也许是因为我们一直没注意饮食。”

研究人员随后将注意力转向了微生物群落的另一项功能：抵御病原体。具体来说，研究团队研究了被称为“机会性病原体”的入侵者，它们利用脆弱的系统造成破坏。他们想知道，不健康饮食导致的微生物群落衰竭是否会成为这些病原体的主要攻击目标，以及这种情况会持续多久。

科学家们再次给肠道菌群被耗尽的小鼠喂食西式饮食或健康饮食。这一次，他们在小鼠的肠道菌群被清除两周后，引入了一种机会性病原体——沙门氏菌。

“吃西方饮食的老鼠病情更严重，”肯尼迪说。“它们体重下降很多，还得了严重的腹泻。两周听起来可能很短，但对人类来说却相当于几个月。这表明这些微生物群落长期处于脆弱状态。”

这项研究的临床意义显而易见：如果你的肠道菌群处于脆弱状态，食用全谷物和绿色蔬菜可能是通往健康的最短途径。然而，这项研究也强调了许多自然过程背后的生态原理。

“火灾或风暴过后，哪些特征有助于系统恢复？如何管理这些特征，使其更具复原力？”伯格尔森问道。“这些都是大问题，需要在宏观层面上进行长期研究。然而，我们仍然可以从像这样的小规模研究中吸取教训。抗生素是一种与火山等干扰截然不同的扰动，但许多原理是相同的。”

编译自/ScitechDaily