现代西方饮食——高加工食品、红肉、乳制品和糖分摄入过多，且水果、蔬菜和全谷物摄入不足——会以多种方式改变肠道微生物组的组成，从而对健康产生巨大影响。这种饮食模式减少了消化系统中微生物的多样性及其产生的代谢物，从而增加了患炎症性肠病等免疫系统相关疾病的风险。
在《自然》杂志上发表的新研究中，芝加哥大学的研究人员发现，喂食西方饮食的小鼠在接受抗生素治疗后无法重建“健康”且多样化的肠道微生物组。这些小鼠也更容易感染沙门氏菌等病原体。
然而，喂食类似地中海饮食（富含植物纤维的水果、蔬菜和全谷物）的小鼠在接受抗生素治疗后能够迅速恢复健康的、有弹性的肠道微生物组。
“我们非常惊讶地发现，接受西方饮食的小鼠与接受更健康饮食的小鼠在恢复过程中的差异如此之大。”芝加哥大学医学科学家培训项目的研究生、该研究的主要作者梅根·肯尼迪说。
重建后的森林火灾
抗生素对肠道微生物组具有毁灭性的影响。虽然抗生素通常用于治疗特定病原体引起的感染，但它们是无选择性的，可以消灭整个细菌群落，包括致病菌和有益的共生菌。
芝加哥大学医学院马丁·博耶教授尤金·B·张博士是该研究的资深作者之一，也是肯尼迪的博士导师之一，他将这一过程比作森林火灾——这意味着在重建肠道细菌群落时，自然生态规则适用。
这个类比很贴切，因为肯尼迪的另一位导师乔伊·伯格尔森博士之前在芝加哥大学研究植物与微生物之间的相互作用和共同进化。伯格尔森现在是纽约大学生物学银牌教授和西蒙斯基金会生命科学执行副总裁，也是该研究的另一位资深作者。
“哺乳动物的肠道微生物组就像一片森林，当它受到损害时，必须按照特定顺序发生一系列事件才能恢复到原来的健康状态。”张博士说。
“当你食用西方饮食时，这种情况不会发生，因为它没有在正确的时间提供正确的营养物质来恢复。相反，少数物种会垄断这些资源，阻碍其他需要恢复的生物。”
不幸的是，在美国，过度使用抗生素和西方饮食非常普遍。这促使肯尼迪和张博士探索这种结合了破坏微生物组做法的方式如何影响肠道健康。
他们从喂食典型西方饮食（WD）或普通鼠粮（RC）的小鼠开始，后者包含多样化的植物纤维和低脂肪。两组小鼠随后都接受了抗生素治疗。之后，一些小鼠继续相同的饮食，而另一些则被切换到另一种饮食。
研究人员还通过粪便微生物移植（FMT）重新引入微生物。FMT 的原理是通过将健康动物的粪便中的微生物转移到另一只动物体内，恢复肠道的健康平衡。
当研究人员分析这些不同测试组的微生物组成时，他们发现只有那些在抗生素治疗前后继续喂食 RC 的小鼠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克里斯托弗·亨利博士及其团队进一步分析显示，这种饮食促进了代谢物网络的形成，为微生物重建健康生态系统奠定了基础。
然而，在接受抗生素治疗后继续喂食 WD 的小鼠中，FMT 对恢复几乎没有影响。这些小鼠也容易感染沙门氏菌等常见肠道病原体。
“即使 FMT 与理想的移植完全匹配，似乎你放入社区的微生物并不重要。”肯尼迪说。
再次多吃水果和蔬菜
肯尼迪和张博士表示，这表明饮食为多样化、强大且有弹性的肠道微生物组奠定了关键基础。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患者中的感染。这些患者通常会接受强力抗生素和免疫抑制剂治疗，这可能导致多药耐药细菌感染。添加更多抗生素只会使情况更加复杂。
相反，张博士说，“也许我们可以利用饮食重建被这些疗法抑制的共生微生物。我们可以更快地恢复健康的微生物组，防止出现更多多药耐药菌。”
尽管这项研究详细说明了饮食如何改变肠道微生物组，但它也重复了父母自古以来就告诉孩子们的那句话：多吃水果和蔬菜，这对你的健康有好处。但两位研究人员也认识到，不能期望每个人都为了健康而立即成为素食主义者。
肯尼迪建议，人们可以在即将进行手术并知道要服用抗生素时，在饮食中添加更多健康食品。张博士还在研究一种“鱼与熊掌兼得”的方法，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。
“我已经成为一个相信食物可以作为药物的人。”张博士说。“事实上，我认为食物可以是处方药，因为我们最终可以决定哪些食物成分影响肠道微生物组的哪些种群和功能。”
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