這是《腸道產(chǎn)業(yè)》第 724 篇文章

飲食是決定人類(lèi)腸道微生物組組成的關(guān)鍵因素。短期和長(zhǎng)期的飲食變化都會(huì)影響腸道微生物組的生態(tài)。

短期內(nèi)，豐富的動(dòng)物蛋白質(zhì)和動(dòng)物脂肪攝入，會(huì)導(dǎo)致纖維、麩質(zhì)或者是可發(fā)酵的低聚糖、二糖、單糖和多元醇（即 FODMAPs）攝入量減少，從而影響微生物組中有益物種的多樣性和相對(duì)豐度。

腸型（enterotypes）與長(zhǎng)期的飲食習(xí)慣有關(guān)。擬桿菌屬為主的腸型與飲食中高動(dòng)物蛋白和飽和脂肪的攝入有關(guān)，在西方人中居多；普雷沃氏菌屬為主的腸型與大量攝入碳水化合物和蔬菜纖維有關(guān)，在農(nóng)業(yè)社會(huì)和素食者中居多；瘤胃球菌屬為主的腸型與長(zhǎng)期食用水果和蔬菜有關(guān)。

盡管影響腸型的因素仍在討論中，但成人的一生中約有 30%~40%的微生物會(huì)發(fā)生變化，飲食是導(dǎo)致上述變化的最重要因素之一。

母乳喂養(yǎng)被認(rèn)為是嬰幼兒完美的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。在母乳喂養(yǎng)期間，嬰兒的胃腸道被放線菌門(mén)（如短雙歧桿菌、長(zhǎng)雙歧桿菌、齒雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌、假小鏈雙歧桿菌）和厚壁菌門(mén)（如乳酸桿菌、腸球菌和梭狀芽孢桿菌）所定植。到了 2 至 3 歲，寶寶就會(huì)建立起類(lèi)似成人的微生物組，而最終的成人微生物組組成將主要取決于嬰兒時(shí)期、青春期和成年期的食物攝入類(lèi)型。

高碳水化合物飲食有利于毛螺菌科、瘤胃球菌科、擬桿菌屬、雙歧桿菌屬和梭狀芽孢桿菌屬類(lèi)群 XVIII，以及一些腸桿菌科菌種的生長(zhǎng)。

食用膳食纖維——即腸道菌可利用的碳水化合物（MACs），會(huì)增加腸道微生物組的多樣性和豐富度，以及提高普雷沃氏菌屬和擬桿菌屬的比率。它還會(huì)顯著增加幾種可以產(chǎn)生短鏈脂肪酸（SCFA）的菌的豐度，包括毛螺菌屬、阿克曼氏菌屬、雙歧桿菌屬、乳酸桿菌屬、瘤胃球菌屬、羅斯氏菌屬、梭狀芽胞桿菌屬、Faecalbacterium 菌屬和多爾氏菌屬。

高動(dòng)物脂肪的攝入會(huì)增加耐膽汁微生物的豐度，如別樣桿菌屬、嗜膽菌屬和擬桿菌屬，并減少厚壁菌門(mén)的豐度，如羅斯氏菌屬、直腸真桿菌和代謝植物多糖的布氏瘤胃球菌。

高蛋白的攝入會(huì)增加羅斯氏菌屬、直腸真桿菌、普氏棲糞桿菌、乳酸桿菌屬和擬桿菌屬的豐度。

飲食中的宏量營(yíng)養(yǎng)素也可以影響其他微生物，如古菌、真菌和噬菌體。碳水化合物的消耗與大量的甲烷短桿菌有關(guān)，這是一種通過(guò)代謝氫來(lái)產(chǎn)生甲烷和短鏈脂肪酸的古菌。飲食還會(huì)對(duì)真菌產(chǎn)生影響，這與炎癥性腸病（IBD）的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。

飲食會(huì)影響腸道微生物組的組成，但它們對(duì)腸道代謝組的影響更重要。

膳食纖維被腸道微生物代謝產(chǎn)生短鏈脂肪酸：乙酸、丙酸和丁酸，這些短鏈脂肪酸可以調(diào)節(jié)免疫功能以及腸道激素的產(chǎn)生，并維持腸道屏障功能、脂肪生成、血腦屏障完整性和腦功能的穩(wěn)定。

蛋白質(zhì)和氨基酸在腸道微生物脫氨作用下，會(huì)變?yōu)槎替溨舅帷⒅ф湴被幔ó惗∷?、異戊酸?2-甲基丁酸）、苯酚化合物（苯丙酸、苯乙酸、對(duì)甲酚、吲哚丙酸和吲哚乙酸）、胺、硫化物和氨，這些產(chǎn)物對(duì)宿主有益，但也會(huì)產(chǎn)生其他與疾病有關(guān)的產(chǎn)物。

紅肉中的蛋白質(zhì)是 L-肉堿的來(lái)源之一，其被細(xì)菌分解代謝產(chǎn)生三甲胺（TMA）。TMA 進(jìn)一步被肝臟代謝成三甲胺氧化物（TMAO），而 TMAO 與冠狀動(dòng)脈疾病的風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)，因?yàn)樗鼤?huì)促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展。

富含脂肪的飲食與更少量的短鏈脂肪酸的產(chǎn)生有關(guān)，并增加了到達(dá)結(jié)腸的膽汁酸，這些膽汁酸被微生物去羥基化后，會(huì)生成致癌的次級(jí)膽汁酸。

在過(guò)去的幾十年里，人類(lèi)飲食最重要的變化之一是超加工食品的攝入，這些食品中含有天然或合成添加劑，如獲準(zhǔn)用于食品工業(yè)的人工甜味劑（NASs）和乳化劑。

攝入 NAS 可以改變腸道微生物組，并在宿主體內(nèi)誘發(fā)一些由微生物組介導(dǎo)的不良反應(yīng)，如葡萄糖不耐受和代謝綜合征。研究表明，NAS 的攝入會(huì)導(dǎo)致擬桿菌屬和一些梭狀芽孢桿菌屬豐度的增加，以及雙歧桿菌屬和乳酸桿菌屬豐度的減少。相比之下，甜菊糖苷（從甜葉菊葉片中提?。┡c腸道微生物組的顯著變化沒(méi)有關(guān)聯(lián)。不過(guò)，NAS 對(duì)腸道微生物組和能量代謝的影響還有待進(jìn)一步研究。

羧甲基纖維素、聚山梨醇酯 80、卵磷脂和單雙甘油脂肪酸酯是最常用的食品乳化劑。在流行病學(xué)研究中，這些乳化劑攝入量的增加與心血管疾病、代謝紊亂以及克羅恩病有關(guān)。乳化劑對(duì)腸道微生物組、粘膜屏障和炎癥相關(guān)通路都有影響，并且在動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)，其會(huì)誘導(dǎo)疾病發(fā)生，但目前沒(méi)有證據(jù)表明乳化劑與人類(lèi)疾病有直接聯(lián)系。

當(dāng)前有多種流行的飲食模式，如地中海飲食、生酮飲食、素食、純素食、無(wú)麩質(zhì)飲食、低 FODMAP 飲食和間歇性禁食等，人們采用這些飲食來(lái)維持健康或達(dá)到某些治療目的。研究人員已經(jīng)評(píng)估了其中一些飲食模式對(duì)腸道微生物組的調(diào)節(jié)能力。

不過(guò)這些研究具有一些局限性，改變某一種特定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的同時(shí)總是會(huì)改變其他微量營(yíng)養(yǎng)素的攝入量。此外，很多飲食方面的證據(jù)都是從動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中獲得的。

地中海飲食主要是水果、蔬菜、豆類(lèi)、不飽和脂肪、魚(yú)、橄欖油和葡萄酒，同時(shí)還有少量的肉類(lèi)。幾項(xiàng)流行病學(xué)研究表明，地中海飲食可以降低全因死亡和多種慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。堅(jiān)持這一良好的飲食習(xí)慣，可以降低厚壁菌門(mén)與擬桿菌門(mén)的比率，并提高糞便中短鏈脂肪酸的含量。

生酮飲食是一種低碳水化合物飲食（碳水化合物僅占攝入總熱量的 5%~10%），這種飲食模式可以增加酮體的產(chǎn)生。它最初是被用于控制兒童難治性癲癇的病情，但最近幾年，這種飲食模式開(kāi)始被用于減肥，以及治療其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

人體研究表明，這種飲食模式可能對(duì)腸道微生物組有負(fù)面影響，會(huì)導(dǎo)致其整體的豐富度下降。對(duì)于癲癇患兒來(lái)說(shuō)，生酮飲食會(huì)使其雙歧桿菌屬、直腸真桿菌和小桿菌屬的相對(duì)豐度減少，放線菌門(mén)和大腸桿菌的相對(duì)豐度增加。

富含植物的飲食可以使人更健康，并且降低患病風(fēng)險(xiǎn)。比較雜食飲食與素食飲食的研究表明，堅(jiān)持這兩種飲食的人在腸道微生物組的多樣性和豐富度上略有差異，在屬和種水平上的差異更為明顯。與雜食者相比，素食者腸道中某些擬桿菌門(mén)的豐度更高，特別是普雷沃氏菌屬。而糞便中短鏈脂肪酸的水平則與水果、蔬菜和豆類(lèi)的攝入量呈正相關(guān)。

對(duì)超重成人的臨床試驗(yàn)表明，間歇性禁食在不同情況下都是有益的，如肥胖、糖尿病、心血管疾病、癌癥和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。人體研究表明，禁食干預(yù)增加了普氏棲糞桿菌、嗜黏蛋白阿克曼菌和雙歧桿菌屬菌種的豐度。但微生物組的生態(tài)學(xué)變化與間歇性禁食的代謝益處之間的關(guān)系尚未得到證實(shí)。

無(wú)麩質(zhì)飲食（GFD）影響了健康受試者的腸道微生物組。不同的研究表明，無(wú)麩質(zhì)飲食使受試者微生物組中的大腸桿菌、史雷克氏菌屬、食物谷菌科、腸桿菌科、梭狀芽孢桿菌科、紅蝽菌科、某些梭菌目菌種以及毛螺菌科的豐度增加，象牙海岸梭菌、乳酸桿菌屬、普氏棲糞桿菌、雙歧桿菌的某些種、多爾氏菌屬、Blautia luti、Anaerostipes hadrus 、Eubacterium hallii、韋榮氏球菌科、布氏瘤胃球菌和糞便羅斯拜瑞氏菌減少。

部分乳糜瀉（CD）患者，盡管采取了 GFD 飲食，但是仍存在胃腸道癥狀，檢測(cè)其腸道微生物組發(fā)現(xiàn)，變形菌門(mén)的豐度增高，擬桿菌門(mén)和厚壁菌門(mén)的豐度降低。而在非活躍期的患者的腸道微生物組中，雙歧桿菌屬的豐度降低。50%的 CD 患者的假單胞菌屬菌種豐度會(huì)增加。

而在采用了 GFD 的非乳糜瀉麩質(zhì)/小麥敏感（NCG/WS）患者的糞便微生物組中，擬桿菌科、羅斯氏菌屬、普氏棲糞桿菌和假單胞菌屬的豐度增加，毛螺旋菌科、擬桿菌屬、布勞特氏菌屬、多爾氏菌屬、糞球菌屬、柯林斯菌屬的豐度降低。

這些結(jié)果表明，健康受試者采用 GFD 能降低腸道微生物組的細(xì)菌豐富度，而且對(duì)其微生物組組成的影響與 CD 或 NCG/WS 患者不同。對(duì)于健康的受試者來(lái)說(shuō)，GFD 會(huì)導(dǎo)致其微生物組中有益物種（如雙歧桿菌屬）減少，并有利于條件致病菌的生長(zhǎng)，如腸桿菌科細(xì)菌和大腸桿菌。相比之下，對(duì)于 CD 或 NCG/WS 患者來(lái)說(shuō)，GDF 可以恢復(fù)其腸道微生物組，減少促炎性菌種，改善胃腸道癥狀。

FODMAP 會(huì)誘發(fā)腸易激綜合征（IBS）患者的腹部癥狀。FODMAP 引起腸易激綜合征癥狀的機(jī)制包括：由于滲透作用導(dǎo)致小腸中的水分增加，以及細(xì)菌發(fā)酵引起的結(jié)腸中的氣體增多。低 FODMAP 飲食可以緩解 50%~80%的腸易激綜合征患者的癥狀，特別是在腹脹、脹氣、腹瀉和整體癥狀方面具有顯著的改善效果。

FODMAP 碳水化合物包括低聚果糖（FOSs）、低聚半乳糖（GOSs）、低聚木糖（XOSs）、多元醇和果糖，它們具有益生元作用，可以刺激有益健康的細(xì)菌的生長(zhǎng)，如雙歧桿菌屬、嗜黏蛋白阿克曼菌和普氏棲糞桿菌。

因此，采取低 FODMAP 飲食可能會(huì)對(duì)腸道微生物組生態(tài)產(chǎn)生負(fù)面影響。大多數(shù)研究表明，低 FODMAP 飲食不會(huì)改變微生物組的豐富度和多樣性。在大部分研究中，采用低 FODMAP 飲食會(huì)造成放線菌門(mén)和雙歧桿菌屬的相對(duì)豐度降低。此外，低 FODMAP 飲食降低了厚壁菌門(mén)特別是丁酸鹽產(chǎn)生菌（尤其是普氏棲糞桿菌）的豐度，增加了嗜膽菌屬的相對(duì)豐度。不過(guò)，這些變化可以通過(guò)補(bǔ)充 FOS、GOS 和菊粉來(lái)逆轉(zhuǎn)。

精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)的目的是確定個(gè)體微生物組的關(guān)鍵特征，以預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)特定食物成分的反應(yīng)，從而設(shè)計(jì)出對(duì)身體有益的飲食。有證據(jù)表明，特定種類(lèi)的腸道微生物可以用來(lái)預(yù)測(cè)人們對(duì)特定飲食反應(yīng)。

食用以大麥為基礎(chǔ)的面包后，表現(xiàn)出葡萄糖代謝改善的受試者，其腸道微生物組中往往含有更豐富的普雷沃氏菌。腸道中具有一定豐度的嗜黏蛋白阿克曼菌的超重和肥胖成年人，在采取低卡路里飲食之后，他們的胰島素敏感性和脂質(zhì)代謝往往會(huì)有顯著改善，身體脂肪也會(huì)顯著減少。在腸易激綜合征患兒中，那些對(duì)低 FODMAP 飲食有反應(yīng)的人的微生物組中，擬桿菌科、韋榮球菌科和梭菌目的比例相對(duì)較高。

通過(guò)將基線微生物組特征與其他個(gè)體特征相結(jié)合，目前已有更精確的方法被開(kāi)發(fā)出來(lái)用以預(yù)測(cè)對(duì)飲食的反應(yīng)。在一項(xiàng)針對(duì)超重或肥胖的非糖尿病患者的研究中，通過(guò)采集腸道微生物組、飲食習(xí)慣、人體測(cè)量學(xué)和血液等參數(shù)，并利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法，預(yù)測(cè)了受試者對(duì)相同食物的餐后血糖反應(yīng)上的差異。這些發(fā)現(xiàn)表明，精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)不同個(gè)體的特定飲食的影響結(jié)果預(yù)測(cè)是必要的。

飲食顯著地改變了腸道微生物組的生態(tài)，而這反過(guò)來(lái)又對(duì)健康和疾病產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。關(guān)于不同飲食模式和食品添加劑對(duì)腸道微生物組和代謝組的影響的研究，已經(jīng)取得了重要的進(jìn)展。毫無(wú)疑問(wèn)，飲食可能是調(diào)節(jié)腸道微生物組最有力的工具，但仍然需要更深入地了解飲食-宿主-微生物組之間復(fù)雜的相互作用。精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)已經(jīng)開(kāi)始被用于臨床實(shí)踐，以預(yù)測(cè)對(duì)特定飲食的反應(yīng)和治療的結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

原文來(lái)源：

WGO Handbook on gut microbiome：A global perspective

作者｜Miguel A. Valdovinos-Díaz

編譯｜Koko

審校｜617

編輯｜咲