一杯牛奶和一片面包看起来不像药物。但加州大学河滨分校的一项新研究表明,常见食物中的某些蛋白质可以大大增加霍乱弧菌在肠道内立足的难度,至少在老鼠身上如此。
研究发现,在饮食中增加酪蛋白(牛奶和奶酪中的主要蛋白质)和小麦面筋(麸质)的含量,能够显著降低霍乱弧菌在肠道内的定植数量。这种差异并非微不足道。研究团队观察到,“仅因饮食不同,霍乱定植量就出现了高达100倍的差异”,该研究的资深作者、加州大学河滨分校微生物学与植物病理学副教授安塞尔·肖说。
“我原本并不惊讶饮食会影响被细菌感染者的健康,”肖说,“但影响的程度让我感到惊讶。”
霍乱是一种严重的细菌感染,会导致腹泻,若不治疗可能致命。公共卫生官员通常关注清洁水和快速补液。抗生素可以缩短病程,但无法中和霍乱留下的毒素。这项新发现指向了另一层防御:在病原体占据主导地位之前改变肠道的战场。
将饮食作为抵御感染的盾牌
研究始于一个直截了当的问题。科学家们早就知道,食物会强烈塑造肠道微生物组——你体内微生物的群落。研究人员想知道,饮食是否也能影响入侵病原体的命运。
为了验证这一想法,研究团队给小鼠喂食精心设计的、强调不同宏量营养素的饮食。他们比较了高蛋白、高简单碳水化合物和高脂肪的饮食。然后,他们测量了感染后霍乱弧菌在肠道内的定植情况。
结果根据饮食类型明显不同。高脂肪饮食对减缓感染几乎没有作用。富含简单碳水化合物的饮食效果有限。但富含乳制品蛋白或小麦面筋的饮食“几乎将病原体排除在外”,研究总结说。
“与均衡饮食相比,高蛋白饮食具有最强的抗霍乱效果之一,”肖说,“而且并非所有蛋白质都一样。酪蛋白和小麦面筋是明显的赢家。”
最显著的结果之所以突出,是因为霍乱无需太多时间就能造成伤害。如果细菌能够快速繁殖,它们就能压倒肠道,引发严重腹泻,使霍乱如此危险。定植量的大幅下降可以改变疾病进程,尤其是在治疗延迟的地区。
两种蛋白质如何解除霍乱的武器
研究人员随后寻找了定植量急剧下降的生物学原因。他们发现,酪蛋白和小麦面筋抑制了霍乱在肠道内占领地盘的关键工具之一。
霍乱弧菌表面带有一种微小的注射器状结构。科学家称之为六型分泌系统。你可以把它想象成一种微型武器,用来向附近的细胞(包括竞争微生物)注射毒素。当霍乱能够杀死邻居时,它就能为自己清除空间和资源。
在这项研究中,当这个系统被抑制时,霍乱就很难占据主导地位。没有有效的六型分泌系统,细菌更难杀死其他肠道微生物并争夺生长空间。这种优势的丧失帮助原有的微生物群坚守阵地。
这一细节之所以重要,是因为它将故事从简单的营养转向了微生物竞争。这些蛋白质并不仅仅是“喂养”宿主。它们似乎改变了肠道内战斗的规则。
这项研究也突出一个主题,如果你曾经生病,可能会深有感触。感染不仅关乎病原体,也关乎病原体进入的环境。你吃的食物塑造了那个环境。
为什么这一点在霍乱仍然肆虐的地方尤为重要
霍乱在亚洲和撒哈拉以南非洲部分地区仍然是公共卫生威胁,这些地区清洁水资源有限。治疗重心是补液,以补充流失的液体和盐分。抗生素有帮助,但也有局限性。抗生素不能消除霍乱的毒素,这些毒素会继续引起症状。过度使用抗生素也增加了许多细菌的耐药性风险。肖说,耐药性霍乱目前并非迫在眉睫的威胁,但细菌适应很快。
“饮食策略不会像药物那样产生抗生素耐药性,”肖说。
从公共卫生角度来看,这一点使得饮食预防具有吸引力。饮食调整可能成本低、风险低,而且可以与标准措施并行使用,而非取代它们。清洁水、卫生设施和补液仍然是核心。饮食可以在脆弱社区中增加一层保护。
肖还指出一个实际优势。“从监管意义上讲,小麦面筋和酪蛋白被认为比微生物安全得多,因此这是一种更容易保护公众健康的方式,”他说。
从小鼠结果到人类可能性
研究人员提醒说,他们的发现来自老鼠。尽管如此,肖预计高蛋白饮食可能在人类中产生类似效果。他希望在人类微生物组中测试这一想法,并探索类似的饮食模式是否可以抑制其他感染。
“有些饮食会比其他的更成功,但如果你尝试针对霍乱以外的病原体,我怀疑我们也会看到有益效果,”肖说,“我们越能改善人们的饮食,就越可能保护人们免受疾病侵袭。”
未来的工作可能有助于回答关键问题:需要多少蛋白质才能降低风险?时机是否重要——是在感染前、感染期间还是两者都需要?同样效果是否适用于不同地区和不同饮食塑造的不同肠道微生物组?
目前,这项研究提供了一个有分量的提醒:食物不仅为身体提供能量,它还塑造了你体内看不见的群落,这个群落可以帮助决定病原体是滋生还是失败。
研究的实际意义
这项研究表明,通过降低霍乱在肠道定植的程度,饮食可能减轻霍乱的严重性。如果在人类中证实,在风险环境中,以蛋白质为重点的营养可以补充以补液为基础的治疗。
研究结果指出,酪蛋白和小麦面筋可以作为预防项目的低成本工具。它们可能比新药更容易部署,并且不会以同样方式产生抗生素耐药性压力。
对于研究人员来说,这项研究强调了一个明确的靶向机制:六型分泌系统。未来的研究可以测试基于饮食的抑制是否在不同微生物组中有效。
研究结果也鼓励对其它肠道病原体进行更广泛的测试。类似的实验可以揭示哪些饮食能削弱常见的细菌“武器”,并增强自然的定植抵抗。
研究结果发表于《细胞宿主与微生物》期刊在线版。
原始故事“牛奶和小麦蛋白被确定为对抗霍乱的有效防御手段”发表在《新闻的光明面》。
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