探究饮食与肠道菌群对癌症风险的作用机制
癌症风险由遗传、环境、年龄和肠道微生物组成等多重因素共同作用。尽管某些因素如遗传性基因突变难以控制,但饮食习惯始终是可调节的关键影响因素。
现有研究表明,饮食不仅塑造肠道微生物组的构成,还在癌症易感性(特别是结直肠癌)中发挥重要作用。
西方饮食模式的影响
西方饮食(亦称标准美国饮食)以高红肉和加工肉类、精制糖、饱和脂肪以及超加工食品(UPFs)为特征,同时缺乏全谷物、水果、蔬菜和膳食纤维。这种营养失衡已被证实与肥胖、慢性炎症和肠道菌群紊乱相关,而这些因素均会增加癌症风险(如结直肠癌)。
超加工食品(包括软饮料、包装零食、即食餐和含糖谷物)因其长保质期、低成本和便捷性广受欢迎。在发达国家,超加工食品占每日能量摄入的比例显著:法国为29.1%,澳大利亚42%,美国高达57.9%。这种向高能量密度食品的饮食转型已成为重大公共卫生问题。
机制研究表明,高饱和脂肪和胆固醇饮食可重编程肠道微生物组并诱发促炎性免疫状态。动物实验显示,以动物脂肪(如猪油)为主的高脂饮食会通过改变免疫细胞群体、富集具有促肿瘤潜力的细菌(如Clostridium sordellii和Desulfovibrio vulgaris),为癌症转移创造有利条件。
美国国家癌症研究所的Emily Vogtmann博士指出:"有充分证据表明特定食物与癌症风险相关,但肠道菌群与癌症的关系,或菌群在饮食与癌症间的中介作用仍不明确。"目前的证据多来自动物研究,而人类研究多为横断面设计,难以判断菌群变化是癌症成因还是结果。
2015年,世界卫生组织国际癌症研究机构将红肉和加工肉类列为可能致癌物(2A类),其摄入与结直肠癌风险升高相关。每增加50克/日红肉摄入,结直肠癌风险上升16%;增至100克/日时,风险升至22%。这类饮食模式已被证实会破坏肠道菌群平衡,促进拟杆菌属、嗜胆菌属和阿利斯提普氏菌等炎症相关菌种增殖。
相反,高植物性饮食和膳食纤维摄入有助于建立更健康的肠道菌群。这类饮食人群体内双歧杆菌、罗氏菌属和普氏粪杆菌等有益菌丰度更高,这些菌种可产生短链脂肪酸(SCFAs,如丁酸盐),维持肠道屏障完整性和抑制肿瘤形成。
Vogtmann强调:"我们尚未明确定义'健康'或'菌群失调'的肠道微生物组。不同个体甚至不同人群的菌群差异极大,建立普适的健康菌群标准仍具挑战。"
保护性膳食成分:纤维与多酚
某些食物(如红肉)破坏肠道菌群平衡的同时,其他成分则具有保护作用。
地中海饮食(富含水果、蔬菜、全谷物和鱼类)已被证实能降低炎症并预防包括癌症在内的慢性疾病。一项荟萃分析显示,胃肠道疾病和癌症与饮食习惯及肠道炎症密切相关。遵循地中海饮食者体内阿克曼氏菌属等抗炎菌丰度增加,而与恶性肿瘤相关的梭杆菌属减少。
尽管如此,关于地中海饮食对肠道健康影响的研究仍存在局限。Vogtmann指出:"遗憾的是,仅有少量前瞻性队列研究采集粪便样本,且多数样本为近数年采集,因此难以得出特定微生物特征具有防癌作用的结论。"
临床和临床前研究表明,增加膳食纤维可促进短链脂肪酸生成菌生长,降低溃疡性结肠炎(结直肠癌风险因素)的炎症水平。短链脂肪酸通过强化肠道屏障、调节组蛋白去乙酰化酶抑制基因表达以及诱导异常细胞凋亡发挥作用。然而,缺乏纤维发酵微生物的个体对高纤维饮食反应较差,凸显了基于个体菌群特征的精准饮食策略的重要性。
多酚(存在于水果、蔬菜、茶、咖啡和坚果中的生物活性化合物)同样展现出显著的抗癌特性。这些物质在上消化道吸收率低,但可被肠道微生物转化为活性代谢物,抑制癌细胞增殖、降低氧化应激和炎症,并增强肠道上皮屏障功能。多酚摄入还与乳杆菌属和双歧杆菌属等益生菌增加及促炎致病菌减少相关。
Vogtmann解释:"增加高纤维和多酚食物(如水果和蔬菜)摄入已被观察到与多种癌症(包括结直肠癌)风险降低相关。特别是膳食纤维摄入与肠道微生物多样性增加、短链脂肪酸产量提升以及肠道通透性降低相关。较高的微生物多样性通常被视为健康标志。"
她补充道:"尽管已有观察表明纤维摄入与癌症风险的关联可能部分通过菌群改变实现,但需要更多研究验证这一假设。"
研究挑战与认知误区
饮食、肠道健康和癌症预防领域的认知混乱主要源于对风险的理解差异。Vogtmann指出:"一个认知误区在于个体风险与群体风险的区分。"
研究多聚焦群体效应,为公共卫生指南提供依据,但这些数据无法完全对应到个体结局。"在群体层面,健康饮食可降低癌症风险,但个体层面可能出现健康饮食者患癌或不良饮食者未患癌的情况。"这凸显了疾病风险的复杂性,提示需超越单一饮食因素。
她强调:"饮食仅是癌症预防的一部分。戒烟/控烟、减少酒精摄入、增加体力活动等行为同样重要。"
新兴科学向实用建议的转化面临挑战。"目前关于饮食-菌群-癌症的建议基本仍沿用传统饮食-癌症建议。"尽管公众对肠道健康兴趣浓厚,健康饮食的实施仍面临多重障碍。"在美国,受多重因素影响,大众接受健康饮食的进程缓慢。"但Vogtmann提出希望:"新型行为干预、减重药物以及微生物组数据的应用或能推动健康饮食实践。"
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