這年頭吃飯絕對是一門學問，控糖、低卡都是基本操作，好身材和抗衰老似乎都離不開科學合理的飲食。
但飲食調控的作用不僅限於增肌減脂。來自美國斯坦福大學的Justin L. Sonnenburg教授及其團隊就試圖探索飲食是否與機體的免疫反應和非傳染性慢性病（Non-communicable chronic diseases，NCCDs）有關。
科學家們透過募集志願者並分別給他們補充高纖維食品或發酵食品，發現兩種飲食在不同程度上影響了腸道菌群的構成和腸道中的代謝產物，並且食用發酵食品能夠降低血液中的促炎性細胞因子（如IL-6，IL-18，IL-12b）、抑制免疫細胞的過度反應，可能成為減輕非傳染性慢性病的治療手段。相關論文發表在《細胞》雜誌上[1]。
飲食-腸道菌群-免疫反應這三者之間的關係一直是科學家們長期關注和研究的問題。不論長期還是短期的飲食調控，都能夠影響菌群的構成，並進一步影響人的身體健康狀態。
吃著工業化生產出來的食物，當代人群的腸道菌群構成更為單一，肥胖、腸道炎症和非傳染性慢性病患者的也比例越來越高。那麼什麼樣的健康飲食能夠扭轉這一局面，提高菌群多樣性，減輕腸道炎症和其他慢性病呢？
已有研究表明，富含纖維的食物和發酵食物更能夠提高腸道菌群的多樣性，抑制過度肥胖和糖尿病。在這篇文章中，美國斯坦福大學的Justin L. Sonnenburg教授及其團隊分別給參與者補充高纖維食物或發酵類食物，來研究這兩類飲食如何調控人體的免疫反應。
研究人員設計的飲食干預週期是10周，最終按規定飲食堅持下來的志願者有36名，這些人都沒有腸道疾病史，並且平均年齡和BMI大致相同。
其中18人食用高纖維飲食，包括豆類、全麥穀物、高纖維的蔬菜水果和堅果。另外18人食用發酵食物，主要包括酸菜、泡菜、發酵蔬菜、酸奶、乳酪、康普茶（發酵茶飲）、克非爾（發酵牛奶飲品）等。
研究人員在實驗開始前、中、後的不同時期收集志願者的糞便樣品，透過基因測序和蛋白質組學檢測腸道菌群的生物量和結構以及代謝產物的變化。並且收集和檢測了血液樣品中的細胞因子水平、免疫細胞的數量和功能。
飲食調控週期和樣品收集時間點圖示
科學家們首先明確的是，開始實驗後的2-14周，兩組參與研究的人群每日飲食中的纖維食品成分或發酵食品成分的含量逐漸增高，並且高纖維組食物中發酵食品含量沒有發生變化，反之亦然。
高纖維組（左圖）每日食物中的纖維類食品含量（g）(box)和發酵類食品含量（虛線），發酵食品組（右圖）每日食物中的發酵類食品含量（g）(box)和纖維類含量（虛線）
讓我們先來看看高纖維食品對腸道菌群和免疫反應的調控。高植物纖維食物的攝入並沒有改變菌群的多樣性，而是提高了細菌量，可能是某些細菌在纖維的供能下生長繁殖的更快。
而在代謝產物方面，高纖維食物促進了腸道菌群碳水化合物活性酶（carbohydrate-active enzymes， CAZymes）的表達，碳水化合物類在糞便中的含量也有所上升，但是纖維素代謝產物之一短鏈脂肪酸（SCFA），一類具有免疫調節功能的小分子的水平並沒有發生變化。有可能是飲食干預的時間還不夠長，不足以改變腸道菌群的構成及其產生的代謝產物。
從纖維食物實驗組在不同時間點測得的血液免疫細胞水平來看，在尚未開始飲食干預時個體間差異就已經比較大，飲食控制結束後並沒有在人群中觀察到共同的特徵變化
而食用了發酵食物的人群腸道菌群的多樣性顯著提高，並且與食物中發酵食品含量呈正相關，其中酸奶和植物發酵飲品的攝入量和腸道菌群多樣性增加的關聯性更高。
菌群中相對含量上升的主要是厚壁菌門（Firmicutes）中的毛螺菌科（Lachnospiraceae）、瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)以及鏈球菌科（Streptococcaceae）。發酵食品並沒有改變腸道微生物的生物量，而是顯著影響了其結構。
發酵食品對腸道菌群多樣性的影響和相關性
發酵食物的攝入還顯著降低了血液中19種細胞因子和趨化因子的濃度，其中尤其值得注意的是三種促炎性細胞因子IL-6，IL-18，IL-12b，這些細胞因子與風溼性關節炎、2型糖尿病等慢性病和低度炎症相關。
除此之外，發酵類食品還顯著降低了血液中CD4+T細胞、CD8+T細胞、B細胞和單核細胞的內源性訊號通路，但是這些細胞在接受抗原刺激時仍然能夠表現出快速的訊號傳遞和免疫反應，說明發酵類食物讓這四類免疫細胞在體內的活躍度下降，但並不影響其功能。
總的來說，這項研究對兩種當下公認的健康飲食——高纖維類和發酵類食品的功效做了充分的組學分析，找到了食物-腸道菌群-免疫反應的一些關聯，並提示我們發酵類食品有望成為輔助治療慢性病和炎症的飲食療法。
同時我們也看到每個人的腸道菌群千差萬別，接受飲食干預後的反應也不盡相同。而且飲食干預若想要達到調節腸道菌群和免疫反應的作用，必須長期堅持，還得吃夠量。
讀到這裡不知道你是否產生這樣一個疑問，發酵類食品比如酸奶中是否已經存在大量活菌，能夠比高纖維類食品更直接快速地改變腸道菌群呢？
科學家們也想到了這一問題，今後也想要嘗試將兩種飲食結合起來，或者在飲食中搭配益生菌，也許能夠對改善腸道菌群多樣性、減緩慢性病的發展起到更好的作用。
參考資料：
[1]https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00754-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867421007546%3Fshowall%3Dtrue
責任編輯 | 代絲雨
