现代西式饮食——高加工食品、红肉、乳制品和糖分——改变了肠道微生物群的组成，从而对健康产生巨大影响。这种饮食模式还缺乏水果、蔬菜和全谷物，减少了消化系统中微生物的多样性及其产生的代谢物。这反过来增加了患多种免疫系统相关疾病（如炎症性肠病）的风险。
在《自然》杂志发表的新研究中，芝加哥大学的研究人员展示了喂食西式饮食的小鼠在抗生素治疗后无法重建“健康”的多样化肠道微生物群。这些小鼠也更容易受到像沙门氏菌这样的病原体感染。然而，喂食模仿地中海饮食（富含水果、蔬菜和全谷物中的植物纤维）的小鼠能够在抗生素治疗后迅速恢复健康且有弹性的肠道微生物群。
“我们对西式饮食和更健康饮食之间恢复过程的巨大差异感到非常惊讶，”芝加哥大学医学科学家培训项目的学生、该研究的主要作者梅根·肯尼迪（Megan Kennedy）说。
森林火灾后的重建
抗生素可能对肠道微生物群产生毁灭性的影响。虽然通常用于治疗特定病原体引起的感染，但抗生素是不分青红皂白的，可以消灭整个细菌群落，包括引起疾病的有害细菌和帮助我们保持健康的有益共生细菌。
芝加哥大学医学系马丁·博伊尔教授、该研究的资深作者之一、也是肯尼迪的博士生导师尤金·B·张（Eugene B. Chang）博士将这种现象比作森林火灾——这意味着在重建肠道细菌群落时，自然生态规则适用。这个比喻很贴切，因为肯尼迪的另一位导师、前芝加哥大学教授乔伊·伯格森（Joy Bergelson）博士研究植物如何与微生物相互作用并共同进化。伯格森是该研究的另一位资深作者，现任纽约大学生物学银牌教授兼西蒙斯基金会生命科学执行副总裁。
“哺乳动物的肠道微生物群就像一片森林，当它受到破坏时，必须经历一系列按特定顺序发生的事件才能恢复到以前的健康状态，”张说。“当你采用西式饮食时，这种情况不会发生，因为它没有在正确的时间为正确的微生物提供营养。相反，你最终只有少数物种垄断了这些资源，而没有为其他必需的生物创造条件。”
不幸的是，在美国，抗生素的过度使用和西式饮食都很常见。这促使肯尼迪和张探索这种组合如何影响肠道健康。
他们从喂食典型西式饮食（WD）或含有多种植物纤维来源和低脂肪的普通鼠粮（RC）的小鼠开始。两组都接受了抗生素治疗。然后，一些小鼠继续相同的饮食，而另一些小鼠则切换到另一种饮食。
研究人员还通过粪便微生物移植（FMT）在抗生素治疗后重新引入微生物给小鼠。使用FMT的理由是，它可以通过将健康动物的粪便中的微生物转移到另一个动物身上来恢复肠道的健康平衡。
当研究人员分析不同实验组的微生物构成时，他们发现只有食用RC的小鼠（无论是在抗生素之前还是之后），能够恢复到健康的微生物平衡。阿贡国家实验室的计算生物学家亨利博士及其团队的进一步分析表明，这种饮食促进了代谢物网络的发展，为微生物重建健康的生态系统奠定了基础。
然而，对于食用WD的小鼠来说，FMT对抗生素后的恢复影响甚微。这些小鼠也容易感染沙门氏菌，这是一种常见的肠道病原体。
“似乎不管通过FMT向社区中引入什么微生物，即使在各方面都匹配理想的移植，”肯尼迪说，“如果小鼠吃错了饮食，微生物就不会附着，社区不会多样化，也不会恢复。”
再吃你的水果和蔬菜
肯尼迪和张表示，这表明饮食为多样化、强大且有弹性的肠道微生物群奠定了关键的基础。除了促进整体健康外，一个潜在的临床应用是利用饮食治疗癌症治疗或器官移植后患者的感染。这些患者通常会接受强效抗生素和免疫抑制药物，这可能导致多重耐药细菌感染。增加更多抗生素只会使情况恶化。相反，张说，“也许我们可以用饮食来重建这些疗法下被抑制的共生微生物。我们可以更快地恢复健康的微生物群，防止更多多重耐药生物的出现。”
尽管这项新研究详细说明了饮食如何改变肠道微生物群，但它也再次传达了父母们自古以来告诉孩子的话：吃你的水果和蔬菜，它们对你有好处。但两位研究人员也认识到不能期望每个人为了健康一夜之间成为素食者。
肯尼迪建议人们可以考虑在即将到来的手术前添加更多的健康食品到他们的饮食中，因为他们知道会服用抗生素。张也在研究他所谓的“鱼与熊掌兼得”方法，即人们可以通过服用定制补充剂来增强肠道健康，即使他们不大幅改变饮食。
“我已经成为食物可以作为药物的信徒，”张说。“事实上，我认为食物可以具有处方性，因为我们最终可以决定哪些食物成分会影响肠道微生物群的哪些群体和功能。”
这项名为“饮食优于微生物移植以驱动小鼠微生物群恢复”的研究得到了美国国立卫生研究院、芝加哥胃肠研究基金会、西蒙斯基金会、美国能源部以及香港中文大学创新科技委员会资助的合作者的支持。
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