纤维摄入可保护肠道免受严重细菌感染

研究表明，富含可溶性纤维的饮食可以保护微生物群落免受病原菌的感染。这一结论基于对暴露于艰难梭菌的小鼠进行的实验。艰难梭菌会引起结肠炎症和腹泻，每年影响约50万名美国人。

“我们能够通过补充可溶性纤维的饮食来治疗感染小鼠。可溶性纤维被微生物群落微生物群消化，产生如醋酸盐等化合物。这会引发一系列相互作用，导致适当的免疫反应来应对感染，”José Fachi解释说，他是该研究的第一作者，在美国圣路易斯华盛顿大学医学院进行博士后研究期间进行了这项工作。

这项研究是圣路易斯华盛顿大学医学院和巴西坎皮纳斯州立大学（UNICAMP）的合作成果。作者观察到，摄入富含可溶性纤维饮食的小鼠在微生物群落中产生了更多的醋酸盐。这种增加有助于调节覆盖器官内壁的上皮层中的免疫反应，使其更有效地对抗艰难梭菌。

醋酸盐是一种短链脂肪酸，由可溶性纤维的消化过程产生，这个过程是由生活在微生物群落中的细菌完成的。

在研究中，低纤维饮食的小鼠产生的醋酸盐较少。结果，其微生物群落上皮中的主要组织相容性复合体II类（MHC-II）成分表达增加。虽然MHC-II是防御感染的重要分子，但其过量生产会导致过度炎症，损害组织并恶化患者的状况。

“这类似于严重的COVID-19中免疫反应本身导致组织破坏甚至死亡的情况。在我们的研究中，可溶性纤维的摄入调节了这种反应，”Sarah de Oliveira解释说，她是UNICAMP生物研究所（IB）的博士生，也是该文章的共同作者。

Oliveira在华盛顿大学的研究实习期间进行了这项工作。

这项研究是“分析微生物代谢物与宿主细胞在炎症过程中相互作用的分子机制”项目的一部分，该项目由Marco Vinolo教授领导，他是IB-UNICAMP的教授。

Vinolo指导Oliveira的博士研究，并担任Fachi的导师，后者也获得了奖学金。

通常，艰难梭菌感染是由接受抗生素治疗的老年住院患者获得的，它会引起严重的腹泻，可能导致败血症（全身感染）甚至死亡。许多菌株对抗生素具有耐药性，使得治疗变得困难。在巴西，关于这一主题的研究很少，部分原因是检测手段有限，特别是在公共医疗系统中。

在研究中，摄入低纤维饮食的小鼠由于醋酸盐产量低，免疫反应被加剧。上皮细胞过量产生MHC-II，其功能是向CD4+ T淋巴细胞呈现病原体分子（抗原），这些细胞负责对抗感染。

在这些防御细胞中，上皮内淋巴细胞（IELs）过度激活并开始释放更多的炎性介质，如γ型干扰素。这些分子的过量释放加剧了炎症，导致更严重的组织损伤，使宿主的整体状况恶化，甚至可能导致死亡。

在获得小鼠实验结果后，研究人员分析了感染艰难梭菌的患者活检样本。与动物一样，最严重的病例中MHC-II和CD4+ T淋巴细胞的含量更高，而较轻的病例则较低。

“这项研究提供了对膳食纤维在免疫系统中作用的更广泛理解。尽管我们在其他研究中已经展示了短链脂肪酸的生产和免疫力之间的关系，但这次我们能够证明微生物群、上皮和免疫细胞之间在对抗感染方面的前所未有的协调事件，”Vinolo评论道，他与圣路易斯华盛顿大学的Marco Colonna共同领导了这项工作。

作者强调高纤维饮食对微生物群落健康的重要性。水果、蔬菜、豆类和全谷物中的可溶性纤维有助于预防微生物群落问题，并可降低如艰难梭菌引起的严重感染的风险。

“简单的食物选择，如增加饮食中的纤维摄入量，可以在保护微生物群落免受感染方面发挥重要作用，”Fachi总结道。

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