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Cell重磅!斯坦福团队开出基于发酵食品的“保健处方”

时间:2021-07-13 15:28来源:中国生物技术网 作者:中国生物技术网 浏览次数:
  常言道:人如其食。越来越多的研究证实肠道微生物组(即肠道菌群)无时无刻都在塑造我们的身体,进而影响免疫系统和整体健康。这就是在告诉我们:吃得健康,人就健康;反之亦然。已知饮食可以在短期内引起肠道菌群发生巨大改变,而特定类型的饮食会对肠道菌群的组成产生可以预见的有益或有害影响。那么,针对菌群的饮食策略是否可以成为对抗慢性炎症疾病的一种方法呢?

  北京时间7月13日,发表在 Cell 上的一项最新研究中,来自美国斯坦福医学院领导的研究团队通过两种饮食干预临床试验以及广泛的免疫分析发现,富含发酵食品的饮食具有增强肠道菌群多样性以及减少炎症标志物的潜力。这项研究强调了将饮食干预与免疫和微生物组分析相结合,以提供个性化策略的见解。该研究还表明发酵食品可能是人体微生物组免疫系统的强大调节剂,并可能为对抗非传染性慢性病提供一条途径。



  研究通讯作者、微生物和免疫学副教授Justin Sonnenburg博士说:"这是一个惊人的发现,它提供了第一个例子,证明简单改变饮食就可以重塑健康人的肠道菌群。”

  在这项研究中,研究人员把重点放在高纤维和发酵饮食上,因为广泛的研究都证实这两种饮食具有潜在的健康益处:高纤维饮食与较低的死亡率有关;而发酵食物有助于保持体重,并可能降低罹患糖尿病、癌症和心血管疾病的风险。

  为此,研究人员招募了36名39岁到61岁的健康志愿者参与了一项为期17周的临床试验,其中73%为女性,89%的人具有大学以上学历。他们被随机分为两组:一组为高纤维饮食组,一组为发酵饮食组。

  研究人员在为期3周的干预前阶段(基线)采集了参与者的血液和粪便样本;在为期4周的适应期阶段,参与者逐渐增加各自饮食的摄入量;然后是6周的维持期,他们保持摄入高水平的纤维或发酵饮食;最后4周的选择期,参与者可以选择他们想要吃的食物类型。随后,研究人员评估粪便样本的微生物组成、功能和代谢情况。在基线时,两组参与者肠道菌群没有差异。

  研究人员根据从参与者的食物日志中提取的宏量营养素和微量营养素数据确定,两组均成功增加了纤维或发酵食品的摄入量。重要的是,直到试验结束,高纤维饮食组的参与者并没有增加发酵食品的摄入量;发酵饮食组的参与者也没有增加纤维摄入量。

  研究人员分析发现,食用诸如酸奶、发酵干酪、泡菜、蔬菜盐水饮料等发酵食物的发酵饮食组参与者虽然每天消耗的发酵食物总份数与alpha多样性呈正相关,但酸奶和植物盐水饮料的份数与个体更密切相关。也就是说,与其他类型的发酵食物相比,酸奶和植物盐水饮料的摄入量更高,可能导致了更强的相关性。与食用高纤维饮食的参与者不同,在发酵饮食组中未观察到每克粪便中微生物蛋白质的相对丰度增加。

  此外,研究人员还确定了19种细胞因子、趋化因子和其他炎症血清蛋白在发酵食品干预期间降低,包括IL-6、IL-10 和 IL-12b以及其他炎症因子。白细胞介素6(IL-6)是慢性炎症的关键蛋白,在几种慢性炎症条件下升高,如类风湿性关节炎、2型糖尿病和慢性压力等,它是一种常用的炎症标志物。

  研究共同通讯作者、斯坦福预防研究中心营养研究主任Christopher Gardner博士说:“针对肠道菌群的饮食可以改变免疫状态,为健康成年人减少炎症提供了一条有效途径。这一发现在所有被分配到高发酵食物组的研究参与者中都是一致的。”

  相比之下,在被分配到富含豆类、种子、全谷物、坚果、蔬菜和水果的高纤维饮食的参与者中,这19种细胞因子均未降低。平均而言,参与者的alpha多样性也保持稳定。

  研究人员表示,高纤维饮食具有更普遍的益处,可以增加肠道菌群的多样性。然而这项实验的数据表明,仅在短时间内增加纤维摄入量不足以增加肠道菌群的多样性。

  这些发现显示出饮食对肠道微生物和免疫状态影响的细微差别。一方面,那些增加发酵食品摄入量的参与者对其微生物多样性和炎症标志物表现出了类似的影响,这与之前的研究一致,即饮食的短期变化可以迅速改变肠道微生物组。另一方面,高纤维饮食组参与者肠道菌群的有限变化与之前关于人类微生物组在短时间内具有普遍恢复力的研究相吻合。

  研究结果还显示,更多的纤维摄入会导致粪便样本中的碳水化合物更多,这表明肠道微生物未能充分降解纤维。这些发现也与其他研究一致,生活在工业化社会的人的微生物组已经不再有降解纤维的微生物。

  研究人员表示,有可能更长的干预时间会让肠道菌群充分适应纤维的增加。另外,可能需要特别引入能消耗纤维的微生物来增加菌群分解碳水化合物的能力。

  除了探索这些可能性之外,研究人员还将计划在小鼠身上进行研究,调查饮食改变肠道菌群和减少炎症标志物的分子机制,以测试高纤维和发酵饮食是否会协同影响人的微生物组和免疫系统。他们的另一个目标是研究食用发酵食品是否会减少炎症或改善免疫和代谢疾病患者的其他健康指标,以及孕妇和老年人的健康指标。

  Sonnenburg说:"针对肠道菌群的饮食和补充剂方法还有很多,我们希望继续研究不同的饮食、益生菌和益生元如何影响不同群体的微生物组和健康。”

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.06.019


 
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