剑桥大学最新研究：食用膳食纤维可预防感染

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我们的身体不仅仅属于人类，它还是数以万亿计微生物的家园。事实上，我们的肠道中的微生物数量甚至超过了银河系中的恒星数量。这些微生物对人类健康至关重要，但科学家们仍在探索它们的具体作用及其如何帮助我们保持健康。

在一项发表于《自然·微生物学》杂志上的新研究中，剑桥大学的研究人员揭示了某些肠道细菌如何保护我们免受有害细菌的侵害。

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这项研究聚焦于一种被称为肠杆菌科（Enterobacteriaceae）的细菌群体。这些细菌包括大肠杆菌（E. coli）等物种，在少量情况下通常是无害的，但如果其数量过多则可能导致感染和其他健康问题。通过分析来自45个国家超过12,000份粪便样本，研究人员利用DNA测序技术识别并量化了每个样本中的微生物。结果发现，携带肠杆菌科的人的肠道微生物组成与不携带者有显著差异。

通过对这些微生物及其基因的分析，可以准确预测（约80%的时间）某人肠道中是否含有肠杆菌科。这表明肠道中的细菌种类与有害菌能否占据主导地位密切相关。

进一步的研究揭示了两类细菌：一类是与肠杆菌科共生的“共居菌”，另一类则是很少与其共存的“排斥菌”。其中，一种名为粪杆菌（Faecalibacterium）的排斥菌显得尤为重要。这种细菌通过分解我们饮食中的多种纤维产生短链脂肪酸，从而抑制如肠杆菌科等有害细菌的生长。

胃部：主要由乳酸菌构成，浓度约为10²到10³。

十二指肠：包含链球菌和乳酸菌，浓度为10⁴或10⁵。

空肠至回肠：细菌浓度显著增加，达到千万级别，常见细菌包括肠杆菌、肠球菌、脆弱拟杆菌、双歧杆菌等。

结肠和阑尾：微生物浓度再次增加，达到10⁹至10¹²，拥有超过500种独特的细菌种类。

短链脂肪酸的存在是观察到的排斥菌与共居菌之间最强的信号之一。这些脂肪酸此前已被证明具有广泛的健康益处，如减少炎症和改善肠道功能。

令人惊讶的是，共居菌（与肠杆菌科共同生活的细菌）显示出更强的适应性。它们能够分解不同的营养物质，并在适合肠杆菌科生存的环境中存活。这与之前在小鼠实验中的观点相悖，后者认为食用相同类型食物和营养的细菌很难在同一肠道中共存。这一发现再次强调了肠道环境条件（如营养成分、pH值和氧气水平）是决定一个人是否会被肠杆菌科定植的主要因素。

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研究结果可能为预防和治疗感染提供新的途径，而无需依赖抗生素。例如，可以通过增强排斥菌或设计支持其生长的饮食来间接抑制有害细菌，而不是直接杀死它们（这也可能伤害有益细菌）。这种方法可能比直接服用益生菌更有效，因为新引入的细菌通常只能在肠道中存活有限时间。此外，还可以针对有害细菌使用的特定生存路径进行干预，降低其威胁。

尽管该研究提供了重要的见解，但仍有许多未知领域有待探索。许多地区，包括南美洲和非洲的部分地区，在微生物组研究中代表性不足，限制了我们对不同人群间肠道细菌变异的理解。未来的研究将整合代谢组学（研究微生物产生的化学物质）和转录组学（研究基因激活方式）等工具，以更清晰地描绘肠道生态系统的工作原理及其对我们健康的益处。

下一步应设计研究测试特定类型的饮食（如高纤维饮食对比低纤维饮食）是否会影响潜在有害细菌的发病率及其他长期疾病。通过更好地理解肠道微生物间的相互作用和通信机制，我们可以开发出更为精准、非抗生素的疗法，以在未来保护我们免受感染。

参考

Yin, Q., da Silva, A.C., Zorrilla, F. et al. Ecological dynamics of Enterobacteriaceae in the human gut microbiome across global populations. Nat Microbiol (2025).