《细胞》：发酵食品能改善免疫！

这年头吃饭绝对是一门学问，控糖、低卡都是基本操作，好身材和抗衰老似乎都离不开科学合理的饮食。 但饮食调控的作用不仅限于增肌减脂。来自美国斯坦福大学的Justin L. Sonnenburg教授及其团队就试图探索饮食是否与机体的免疫反应和非传染性慢性病（Non-communicable chronic diseases，NCCDs）有关。 科学家们通过募集志愿者并分别给他们补充高纤维食品或发酵食品，发现两种饮食在不同程度上影响了肠道菌群的构成和肠道中的代谢产物，并且食用发酵食品能够降低血液中的促炎性细胞因子（如IL-6，IL-18，IL-12b）、抑制免疫细胞的过度反应，可能成为减轻非传染性慢性病的治疗手段。相关论文发表在《细胞》杂志上[1]。 饮食-肠道菌群-免疫反应这三者之间的关系一直是科学家们长期关注和研究的问题。不论长期还是短期的饮食调控，都能够影响菌群的构成，并进一步影响人的身体健康状态。 吃着工业化生产出来的食物，当代人群的肠道菌群构成更为单一，肥胖、肠道炎症和非传染性慢性病患者的也比例越来越高。那么什么样的健康饮食能够扭转这一局面，提高菌群多样性，减轻肠道炎症和其他慢性病呢？ 已有研究表明，富含纤维的食物和发酵食物更能够提高肠道菌群的多样性，抑制过度肥胖和糖尿病。在这篇文章中，美国斯坦福大学的Justin L. Sonnenburg教授及其团队分别给参与者补充高纤维食物或发酵类食物，来研究这两类饮食如何调控人体的免疫反应。 研究人员设计的饮食干预周期是10周，最终按规定饮食坚持下来的志愿者有36名，这些人都没有肠道疾病史，并且平均年龄和BMI大致相同。 其中18人食用高纤维饮食，包括豆类、全麦谷物、高纤维的蔬菜水果和坚果。另外18人食用发酵食物，主要包括酸菜、泡菜、发酵蔬菜、酸奶、乳酪、康普茶（发酵茶饮）、克非尔（发酵牛奶饮品）等。 研究人员在实验开始前、中、后的不同时期收集志愿者的粪便样品，通过基因测序和蛋白质组学检测肠道菌群的生物量和结构以及代谢产物的变化。并且收集和检测了血液样品中的细胞因子水平、免疫细胞的数量和功能。 饮食调控周期和样品收集时间点图示
科学家们首先明确的是，开始实验后的2-14周，两组参与研究的人群每日饮食中的纤维食品成分或发酵食品成分的含量逐渐增高，并且高纤维组食物中发酵食品含量没有发生变化，反之亦然。 高纤维组（左图）每日食物中的纤维类食品含量（g）(box)和发酵类食品含量（虚线），发酵食品组（右图）每日食物中的发酵类食品含量（g）(box)和纤维类含量（虚线）
让我们先来看看高纤维食品对肠道菌群和免疫反应的调控。高植物纤维食物的摄入并没有改变菌群的多样性，而是提高了细菌量，可能是某些细菌在纤维的供能下生长繁殖的更快。 而在代谢产物方面，高纤维食物促进了肠道菌群碳水化合物活性酶（carbohydrate-active enzymes， CAZymes）的表达，碳水化合物类在粪便中的含量也有所上升，但是纤维素代谢产物之一短链脂肪酸（SCFA），一类具有免疫调节功能的小分子的水平并没有发生变化。有可能是饮食干预的时间还不够长，不足以改变肠道菌群的构成及其产生的代谢产物。 从纤维食物实验组在不同时间点测得的血液免疫细胞水平来看，在尚未开始饮食干预时个体间差异就已经比较大，饮食控制结束后并没有在人群中观察到共同的特征变化
而食用了发酵食物的人群肠道菌群的多样性显著提高，并且与食物中发酵食品含量呈正相关，其中酸奶和植物发酵饮品的摄入量和肠道菌群多样性增加的关联性更高。 菌群中相对含量上升的主要是厚壁菌门（Firmicutes）中的毛螺菌科（Lachnospiraceae）、瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)以及链球菌科（Streptococcaceae）。发酵食品并没有改变肠道微生物的生物量，而是显著影响了其结构。 发酵食品对肠道菌群多样性的影响和相关性
发酵食物的摄入还显著降低了血液中19种细胞因子和趋化因子的浓度，其中尤其值得注意的是三种促炎性细胞因子IL-6，IL-18，IL-12b，这些细胞因子与风湿性关节炎、2型糖尿病等慢性病和低度炎症相关。 除此之外，发酵类食品还显著降低了血液中CD4+T细胞、CD8+T细胞、B细胞和单核细胞的内源性信号通路，但是这些细胞在接受抗原刺激时仍然能够表现出快速的信号传递和免疫反应，说明发酵类食物让这四类免疫细胞在体内的活跃度下降，但并不影响其功能。 总的来说，这项研究对两种当下公认的健康饮食——高纤维类和发酵类食品的功效做了充分的组学分析，找到了食物-肠道菌群-免疫反应的一些关联，并提示我们发酵类食品有望成为辅助治疗慢性病和炎症的饮食疗法。 同时我们也看到每个人的肠道菌群千差万别，接受饮食干预后的反应也不尽相同。而且饮食干预若想要达到调节肠道菌群和免疫反应的作用，必须长期坚持，还得吃够量。 读到这里不知道你是否产生这样一个疑问，发酵类食品比如酸奶中是否已经存在大量活菌，能够比高纤维类食品更直接快速地改变肠道菌群呢？ 科学家们也想到了这一问题，今后也想要尝试将两种饮食结合起来，或者在饮食中搭配益生菌，也许能够对改善肠道菌群多样性、减缓慢性病的发展起到更好的作用。 来源：奇点