高发酵饮食——增加肠道菌群多样性的解决方案
随着越来越多的人采用西式饮食，非传染性疾病正在全球迅速蔓延。非传染性慢性疾病(Non-communicable chronic diseases，NCCDs)是一种由肠道菌群调节的免疫状态。非传染性慢性疾病如心脑血管疾病、糖尿病、肥胖症等在很大程度上是由慢性炎症驱动的，其发病率正随着工业化发展而迅速增加。
肠道菌群在维持机体健康稳态中扮演着至关重要的角色，而饮食作为肠道菌群组成和功能的重要驱动因素也广受关注。前瞻性饮食干预研究发现短期饮食变化也能迅速改变人类肠道菌群。肠道菌群与人类生物学的整合表明，对肠道菌群的调控可能是改善人类健康各个方面的有力手段。那么，靶向调节肠道微生物群的膳食结构是否能减轻健康个体的全身炎症并调节机体免疫水平？
最新研究揭示了高发酵和高纤维食物对人体免疫的影响
2021年8月，由斯坦福大学Justin Sonnenburg团队与合作者发表在Cell上的一项前瞻性随机多组学研究“Gut-microbiota-targeted diets modulate human immune status”通过对健康受试者进行高膳食纤维饮食和高发酵食品饮食的两种干预，系统深入地探究了两种饮食干预对人体肠道菌群和免疫状态（特别是炎症标志物）的差异性和个体性影响，揭示了饮食干预下的菌群-免疫互作关系。
研究通过对36名39-61岁的健康志愿者参与了一项为期17周的随机前瞻性试验，包括3周干预前的基线期、10周的干预期（4周的两种饮食摄入增加期，6周的高膳食纤维或高发酵食品维持期）以及4周干预后的自由选择饮食期。
图 试验设计方案
在10周的干预过程中，通过对微生物组和宿主参数的多组学测量，包括最先进的测序和免疫分析技术，作者发现高纤维和高发酵食品消费以不同的方式影响肠道菌群和机体免疫状态。这两种饮食方式的一个明显区别是它们对肠道菌群多样性的影响。高纤维饮食虽然增加了肠道微生物蛋白密度，并且改善人体碳水化合物活性酶（CAZymes）相对丰度和SCFAs分泌，但对于肠道菌群多样性没有显著性影响，并且高纤维饮食在改善高炎症（菌群丰富度较低）个体的免疫状态方面的效果较差。而高发酵饮食干预可以改善人体肠道菌群多样性，并通过降低人体免疫细胞信号和活动来降低慢性炎症。
图 全文摘要图
这些结果表明，短期（6周）的高纤维饮食并不能提高肠道菌群多样性，而高发酵饮食则可以迅速改变肠道菌群多样性。并且高发酵食品还具有减少炎症标志物的潜力，可能是人类微生物免疫系统轴的强大调节剂，并可能提供一条抗击非传染性疾病的途径。
需要注意的是，膳食纤维诱导肠道菌群多样性的增加可能是一个较慢的过程，需要比该研究中的干预时间（6周）更长。并且高纤维的摄入确实增加了粪便微生物蛋白密度、提高了碳水化合物降解能力，并改变了SCFAs的产生，这表明微生物组在研究时间范围内在不改变总物种数量的前提下，调节了肠道微生物的组成结构，即可能增加了碳水化合物活性酶和SCFAs相关的肠道微生物相对丰度，随之减少了其他微生物相对丰度。另外，发酵食品促进肠道菌群多样性的增加很大程度上可能不是由于发酵食品本身，因为尚不清楚这些“新”类群是从环境中新吸收到肠道菌群中的，还是之前已经存在只是相对丰度未达到可检测水平。
图 该研究选取了酸奶、泡菜等高发酵食物
个人展望
未来研究可通过增加干预时间来评价高膳食纤维饮食对于肠道菌群多样性及相关炎症的影响；另外由于这项研究是在健康个体中进行的，未来研究应该继续探究这些饮食方式在疾病或炎症条件下的影响，以及富含纤维和发酵食品的饮食之间可能的协同作用的影响；此外进一步的工作还需验证这些相互关联的人类生物学方面的因果关系，并使用动物实验模型等探究潜在的作用机制。
作者简介
刘志刚，教授，博士研究生导师，国家教育部“长江学者奖励计划”青年学者，德国“洪堡学者”，美国“康奈尔大学唐氏·康奈尔-中国学者”。入选“陕西省高校科协青年人才托举计划”，曾任美国康奈尔大学食品科学系客座教授。现任西北农林科技大学食品科学与工程学院食品营养与健康系副主任，食品营养与卫生教研室主任，兼任德国人类营养研究所访问研究员、Frontiers in Aging Neuroscience杂志副主编。研究方向：食品营养与人类健康。
参考文献
Wastyk HC, Fragiadakis GK, Perelman D, et al. Gut-microbiota-targeted diets modulate human immune status[J]. Cell, 2021, 184(16): 4137-4153. doi：10.1016/j.cell.2021.06.019
