剑桥大学的研究人员表示,通过饮食摄入纤维来喂养肠道细菌可以降低感染风险。
剑桥大学研究人员利用计算方法,包括人工智能,分析了来自45个国家超过12,000人的粪便样本,研究了肠道微生物组的组成。他们发现,一个人的肠道微生物“特征”可以预测其肠道是否容易被肠杆菌科细菌(如肺炎克雷伯菌、志贺氏菌、大肠杆菌等)定植,这些结果在不同的健康状态和地理位置上是一致的。
肠杆菌科细菌是肠道微生物的一部分,也是多种感染的致病因子。这些细菌在健康的人类肠道中以低水平存在,但在某些情况下,如体内炎症增加或食用受污染的食物,它们的数量增加可能导致疾病,极端情况下甚至危及生命。
研究人员发现了135种通常在肠杆菌科细菌缺失的情况下存在于肠道中的微生物,这些微生物可能具有保护作用,其中包括一种名为Faecalibacterium的细菌群。这些细菌通过分解我们食物中的纤维产生有益化合物——短链脂肪酸,从而起到保护作用。
这一过程似乎可以抵御多种致病性肠杆菌科细菌的感染。研究表明,饮食中增加纤维摄入可以促进有益细菌的生长,抑制有害细菌,从而显著降低患病风险。然而,研究人员发现,服用益生菌(不直接改变肠道环境)不太可能影响肠杆菌科细菌感染的可能性。
“我们的研究结果表明,饮食对我们感染多种细菌(包括大肠杆菌和肺炎克雷伯菌)的可能性有潜在的重要影响,因为这会改变我们的肠道环境,使其对入侵者更加不利。”剑桥大学兽医学院研究员、论文的资深作者亚历山大·阿尔梅达博士说。“通过食用蔬菜、豆类和全谷物等富含纤维的食物,我们可以为肠道细菌提供原料,使其产生短链脂肪酸——这些化合物可以保护我们免受病原体的侵害。”
肺炎克雷伯菌可引起肺炎、脑膜炎和其他感染,全球对抗生素耐药性的上升令人担忧。
“随着抗生素耐药率的提高,我们可用的治疗选择越来越少。目前最好的方法是预防感染的发生,我们可以通过减少这些致病细菌在肠道中繁殖的机会来实现这一点。”阿尔梅达博士补充道。
一些新发现与早期依赖小鼠模型的研究相悖。新研究发现,172种肠道微生物可以与致病性肠杆菌科细菌共存,其中许多物种在功能上与这些有害细菌相似,意味着它们需要相同的营养物质才能生存。过去认为资源竞争会阻止致病细菌在肠道中建立,但新发现表明情况并非如此,这意味着通过服用竞争相同营养物质的益生菌来饿死有害细菌的方法并不奏效。
相反,我们需要通过饮食等手段改变肠道环境,以降低肠杆菌科细菌感染的风险。
“这项研究强调了在研究病原体时,不应将其视为孤立实体,而应在其周围肠道微生物组的背景下进行研究的重要性。”剑桥大学兽医学院访问研究员、报告的第一作者尹琪博士说。
该研究发表在《自然微生物学》杂志上,由医学研究委员会资助。
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