一组名为肠杆菌科（Enterobacteriaceae）的细菌，包括肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）、志贺氏菌（Shigella）、大肠杆菌（E.coli）等，在低水平下是健康人体肠道微生物群的一部分。然而，当这些细菌的数量过高时——例如由于体内炎症增加或食用受污染的食物——它们可能会导致疾病和感染。在极端情况下，过多的肠杆菌科细菌在肠道中可能会危及生命。
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，以了解其肠道微生物群的组成。他们发现，一个人的微生物群“特征”可以预测其肠道是否容易被肠杆菌科细菌定植。这一结果在不同的健康状态和地理位置上具有一致性。
研究人员确定了135种在没有肠杆菌科细菌的情况下常见的肠道微生物，这些微生物可能具有防止感染的作用。其中，粪便拟杆菌（Faecalibacterium）特别引人注目。这种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，从而抵御一系列致病性肠杆菌科细菌的入侵。
研究人员建议，增加饮食中的纤维摄入量可以促进有益细菌的生长，抑制有害细菌的繁殖，从而显著降低患病的风险。相比之下，益生菌不会直接改变肠道环境，因此不太可能影响肠杆菌科感染的可能性。
研究结果今天发表在《自然·微生物学》（Nature Microbiology）杂志上。剑桥大学兽医学院的研究员兼论文资深作者亚历山大·阿尔梅达博士（Dr. Alexandre Almeida）表示：“我们的研究结果表明，饮食在控制多种细菌（如大肠杆菌和肺炎克雷伯菌）感染的可能性方面起着至关重要的作用，因为这会改变我们的肠道环境，使其对入侵者更具敌意。”
他补充道：“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材料，使其生产短链脂肪酸——一种能保护我们免受这些致病菌侵害的化合物。”
肺炎克雷伯菌可引发肺炎、脑膜炎和其他感染。随着全球对抗生素耐药性的上升，科学家们正在寻找新的方法来控制这种病原体及其他类似感染性细菌。
随着抗生素耐药率的提高，可用于治疗的选择越来越少。阿尔梅达博士指出：“现在最好的办法是预防感染的发生，我们可以通过减少这些致病菌在肠道内繁殖的机会来实现这一点。”
该研究揭示了172种肠道微生物可以与致病性肠杆菌科细菌共存。许多这些物种与致病菌功能相似，需要相同的营养物质才能生存。此前认为，资源竞争会阻止致病菌在肠道中建立起来。但这项新研究的结果与之前的发现有所不同。
剑桥大学兽医学院访问研究员、报告的第一作者尹奇博士（Dr. Qi Yin）表示：“本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群的背景下进行研究。”
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