Nature：揭示节食对肠道微生物组的影响

2021年7月13日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，来自德国柏林大学附属夏里特医院和美国福尼亚大学的研究人员能够首次发现，极低热量的饮食改变了人类肠道中存在的微生物群的组成。他们报告说，节食会导致特定细菌---特别是与抗生素引起的腹泻和结肠炎有关的艰难梭菌（Clostridioidesdifficile）---的增加。这些细菌通过影响肠道对营养物的吸收而明显地影响身体的能量平衡。相关研究结果发表在2021年7月8日的Nature期刊上，论文标题为“Caloric restriction disrupts the microbiota and colonization resistance”。

人类的肠道微生物组由数万亿个微生物组成，并且因人而异。例如，在超重或肥胖的人中，已知他们的肠道微生物组组成与正常体重的人不同。我们中的许多人都会在我们生命中的某个时刻尝试节食，以减轻体重。但是这种饮食上的巨大变化对我们的身体有什么影响？这些作者在这项新的研究中解决了这个问题。

论文共同通讯作者、柏林大学附属夏里特医院内分泌学与代谢疾病系主任Joachim Spranger博士说，“我们第一次能够证实，极低热量的饮食会使肠道微生物组的组成发生重大变化，这些变化对宿主的能量平衡有影响。”

为了探索节食的影响，这些作者对80名老年（绝经后）女性进行了为期16周的研究，她们的体重从轻微超重到严重肥胖不等。这些女性要么遵循医疗监督下的代餐方案，每天摄入总热量低于800卡路里的奶昔，要么在研究期间保持她们的体重。这些参与者在由夏里特和马克斯-德尔布吕克分子医学中心（MDC）联合运营的实验与临床研究中心接受检查。

定期的粪便样本分析显示，节食减少了肠道中存在的微生物数量，并改变了肠道微生物组的组成。论文第一作者、柏林大学附属夏里特医院内分泌学与代谢疾病系研究员Reiner Jumpertz von Schwartzenberg博士说，“我们能够观察到这些细菌如何调整它们的代谢，以便吸收更多的糖分子，并且通过这样做使它们不能被人类宿主所利用。”

在节食前后收集的粪便样本被转移到一直在无菌条件下饲养而缺乏所有肠道微生物群的小鼠体内。结果是惊人的：接受节食后粪便的小鼠损失了10%以上的体重。节食前的粪便则没有任何影响。Spranger教授说，“我们的结果表明，这种现象主要是由这些小鼠肠道对营养物的吸收发生变化所解释。这突出了一个事实，即肠道细菌对食物的吸收有重大影响。”

MMS饮食干预研究，图片来自Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-03663-4。

当这些作者更详细地研究粪便成分时，他们对一种特定细菌---艰难梭菌---的定植增加的迹象感到特别震惊。虽然这种微生物普遍存在于自然环境以及健康人和动物的肠道中，但它在肠道中的数量会随着抗生素的使用而增加，从而可能导致肠道壁发生严重炎症。它也被称为最常见的医院相关病原体之一。在完成了代餐方案的女性参与者和接受了节食后肠道细菌的小鼠中都发现了这种细菌的数量增加。

Spranger教授解释说，“我们能够证实艰难梭菌产生了通常与这种细菌有关的毒素，而这正是小鼠体重下降所依赖的。尽管如此，女性参与者和小鼠都没有显示出相关的肠道炎症迹象。”

Spranger教授在总结这些研究结果时说道，“极低热量的饮食严重改变了我们的肠道微生物组，似乎减少了医院相关细菌艰难梭菌的定植抵抗力（colonization-resistance）。这些变化使营养物通过肠壁的吸收效率降低，特别是没有产生相关的临床症状。目前还不清楚的是，这种无症状的艰难梭菌定植是否或在多大程度上会损害或潜在地改善一个人的健康。这必须在更大的研究中进行探讨。”

这些研究结果甚至可能有助于开发针对代谢紊乱（如肥胖和糖尿病）的治疗方案。为此，这些作者将探索如何影响肠道细菌，以便对人类宿主的体重和代谢产生有益影响。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Reiner Jumpertz von Schwartzenberg et al. Caloric restriction disrupts the microbiota and colonization resistance. Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-03663-4.