一项新的研究表明，肠道微生物组的组成可以帮助预测感染克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae）、大肠杆菌（E.coli）和其他病菌的可能性，并且这种组成可以通过改变饮食来调整。
研究人员指出：“我们的结果表明，我们吃什么在控制多种细菌感染的可能性方面非常重要。” 这一观点由剑桥大学兽医学院的研究员亚历山大·阿尔梅达博士（Dr. Alexandre Almeida）提出，他也是该论文的资深作者。
肠杆菌科细菌（Enterobacteriaceae），包括克雷伯氏菌、志贺氏菌（Shigella）、大肠杆菌等，在健康的肠道微生物组中以低水平存在。但当这些细菌的数量过高时——例如由于体内炎症增加或食用受污染的食物——它们可能会导致疾病和病症。在极端情况下，肠道中过多的肠杆菌科细菌可能是致命的。
研究人员利用计算方法，包括人工智能，分析了来自45个国家超过12,000人的粪便样本，以了解他们的肠道微生物组组成。他们发现，一个人的微生物组“特征”可以预测其肠道是否容易被肠杆菌科细菌定植。这些结果在不同的健康状态和地理位置上是一致的。
研究人员确定了135种在缺乏肠杆菌科细菌的情况下常见的肠道微生物，这些微生物可能有助于防止感染。其中最引人注目的是粪杆菌属（Faecalibacterium），这类细菌通过分解食物中的纤维产生有益化合物短链脂肪酸，从而保护人体免受多种致病性肠杆菌科细菌的侵害。
研究人员建议，增加饮食中的纤维摄入量将支持有益细菌的生长，并减少有害细菌的数量，从而显著降低患病风险。相比之下，服用益生菌——不会直接改变肠道环境——不太可能影响肠杆菌科细菌感染的风险。
克雷伯氏菌可以引起肺炎、脑膜炎和其他感染。全球范围内，这种细菌对抗生素的耐药性令人担忧，科学家们正在寻找新的方法来控制它和其他类似的致病菌。
“我们的结果表明，我们吃什么在控制多种细菌感染的可能性方面非常重要，因为这会改变我们的肠道环境，使其对入侵者更加不利，”阿尔梅达博士说。“通过食用蔬菜、豆类和全谷物等富含纤维的食物，我们可以为肠道细菌提供原料，以产生短链脂肪酸——这些化合物可以保护我们免受这些致病菌的侵害。”
随着抗生素耐药性的增加，可用的治疗选择越来越少。最好的方法是预防感染的发生，即通过减少致病菌在肠道内滋生的机会。
这项研究还揭示了肠道微生物之间相互作用的新理解。早期的研究使用小鼠模型来理解肠道中不同细菌之间的相互作用，但一些新结果与之前的发现有所不同。新的研究表明，172种肠道微生物可以与致病性肠杆菌科细菌共存。许多这些物种在功能上与致病菌相似，它们需要相同的营养物质才能生存。以前认为资源竞争会阻止致病菌在肠道中建立，但事实并非如此。
这对接治疗有重要影响：使用与有害细菌争夺相同营养物质的益生菌来尝试饿死这些有害细菌是行不通的。研究人员表示，通过饮食改变肠道环境，如增加纤维摄入，将是更有效的预防肠杆菌科细菌感染的方法。
“这项研究强调了在研究病原体时不应将其视为孤立实体，而应在其周围肠道微生物组的背景下进行研究，”剑桥大学兽医学院的访问研究员、报告的第一作者尹奇博士（Dr. Qi Yin）说。
这项研究由医学研究委员会资助。
参考文献：尹奇等人，《全球人群中肠杆菌科在人类肠道微生物组中的生态动力学》，2025年1月，《自然·微生物学》，DOI: 10.1038/s41564-024-01912-6。
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