◆ 研究背景

發酵食品是指人們利用有益微生物加工制造的一類食品。因在食品加工過程中有微生物參與作用，其中的微生物會不會影響宿主腸道菌群？經常吃這類食品，對健康有沒有益處？盡管現在餐桌上的發酵食品不少，但關于食用發酵食品與人類健康關系的臨床證據卻非常有限。近日，一篇發表在國際雜志Cell上題為“Gut-microbiota-targeted diets modulate human immune status”的研究報告中，來自斯坦福大學的研究人員們通過研究發現，富含發酵食物的飲食方式或能增強機體腸道菌群的多樣性并降低炎性標記物的水平。

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◆ 技術路線

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◆ 主要結果

1. 高纖維飲食和高發酵食品飲食的飲食干預

為了探究飲食干預對微生物群和免疫系統的影響，研究者招募了36個健康的成年人，隨機分成2組，進行為期17周的高纖維飲食和高發酵食品飲食的飲食干預，分析兩種飲食方式對宿主腸道微生物組和免疫系統產生的不同效應。

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2. 飲食干預對腸道微生物群的影響

高纖維飲食組腸道微生物的種類沒有明顯變化，但來自微生物組編碼的聚糖降解碳水化合物活性酶（CAZymes）活性增加，該結果表明高纖維飲食調節了腸道微生物組的功能。而腸道微生物的種類沒有明顯變化的可能原因是，在短時間內增加纖維攝入量還不足以增加微生物群的多樣性，也許要更長時間的干預才足夠完成微生物群的改造，或者需要專門引入能夠消耗纖維的微生物。與高纖維飲食組相比，高發酵食品的飲食干預顯著增加了微生物群的多樣性。綜上所述，飲食方式能重塑機體腸道微生物群。

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3. 飲食干預對宿主免疫系統的影響

細胞因子水平與炎癥相關。分析發現高發酵食品飲食干預引起19種炎癥因子的水平下降，包括IL-6、IL-10和IL-12b等，而這些炎癥因子在高纖維飲食組并未發現明顯差異。與此同時，CyTOF分析結果顯示有4種類型的免疫細胞（CD4⁺ T、CD8⁺ T、B細胞和單核細胞）在高發酵食品組較少被激活，該結果表明靶向微生物的飲食模式或能改變機體的免疫狀態，從而為健康人群降低機體的炎癥水平提供了一定的幫助。

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血液中的代謝物與宿主的生理過程有關，血清非靶向代謝組學結果顯示血清代謝物的變化與炎性細胞因子的變化顯著相關，多吃發酵食物讓血液中的炎癥標志物減少。該結果表明高發酵食品干預會引起機體免疫系統的變化，這一發現將為減輕炎癥提供一種可行方案。

◆ 編者按

飲食調節腸道微生物群，進而影響免疫系統。該研究通過16s、宏基因組、宏蛋白組、質譜流式、代謝組等多維數據確定了兩種針對微生物群的飲食干預措施，植物性纖維和發酵食品，如何影響健康成人的人體微生物組和免疫系統。

而在技術選擇層面，有兩點值得廣大腸道微生物科研工作者參考：

（1）該研究中，高纖維飲食組腸道微生物的種類沒有明顯變化，只是在碳水化合物活性酶（CAZymes）活性水平發生明顯變化，進而影響整體代謝和免疫。因此，功能水平的微生物組研究——如宏基因組、宏蛋白質組就顯得格外重要。

（2）在腸免疫軸研究中，傳統的組學技術手段在系統表征免疫響應時能供提供的信息有限。而單細胞組學，無論是單細胞轉錄組測序（鏈接：Cell | 單細胞多組學揭示腸道微生物幫助免疫系統抵抗病毒感染機制）還是上文用到的質譜流式CyTOF，這些技術不僅能表征不同狀態下免疫細胞群的組成差異，也可以表征同一類型細胞的基因表達差異，為深入揭示免疫調控機制提供了豐富的信息。

綜上，本文研究強調了將飲食干預與深入和縱向的免疫和微生物組分析技術相結合，來提供個體化和全人群的分析；而且發酵食物在對抗工業化社會人群機體中普遍出現的微生物組多樣性降低和炎癥方面或許非常有價值。

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