人类肠道微生态约由万亿个成员组成，其编码基因超过万个。肠道微生态参与了结直肠肿瘤等多种疾病的发生、发展。饮食是肠道微生态主要的影响因素，目前研究最多的饮食结构有西方化饮食、素食饮食、地中海饮食和生酮饮食。结直肠肿瘤是全球最常见的恶性肿瘤之一，大部分结直肠肿瘤的发病与饮食和生活方式有关。近年来，大量研究聚焦于饮食-肠道微生态-宿主与疾病的相互作用，未来有望通过选择正确的饮食结构、制订个体化饮食方案影响肠道微生态，干预与防治疾病。本文就饮食结构对肠道微生态的影响及其在结直肠肿瘤中的作用进行综述。

肠道微生态肠型概述

肠道微生态是微生物不断定植形成的相对稳态，年Arumugam等基于人群调查提出肠型（enterotype）的概念。肠型指肠道内多方位密集分布的主体菌，具有很强的抗性和弹性，主要包括普氏菌、拟杆菌和瘤胃球菌。肠型的建立主要发生在出生后9～36个月，且不受年龄、性别、BMI、国籍等影响，与长期饮食结构密切相关，短期饮食方式转换尽管会引起肠型内微生物组成改变但仍保持稳定。年一项针对肠型的研究再次证实，普氏菌和拟杆菌是肠道微生态的核心组分，但其确切定义和分类仍在不断完善中。

饮食结构对肠道微生态的影响

(一)西方化饮食

随着西方工业化进程加速，西方化饮食逐渐成为主流饮食模式，以高脂高蛋白、低纤维为特征，包含大量超加工食品。长期西方化饮食会引起肠道微生态多样性下降，形成肠型拟杆菌属。

1．西方化饮食对肠道微生态组成的影响：

年，DeFilippo等通过高通量测序和生物化学分析比较了欧洲儿童和非洲农村儿童的粪便微生物，结果显示非洲农村儿童粪便中厚壁菌门丰度下降，拟杆菌门显著富集，尤其以普氏菌属和木聚糖属富集为主，相应代谢产物短链脂肪酸（shortchainfattyacid，SCFA）显著增加，致病性肠杆菌科明显降低。年，DeFilippo等发现暴露于西方化饮食的非洲城市儿童肠道微生态发生了适应性改变，逐渐与欧洲儿童相似。因此，饮食能够对肠道微生态的组成造成影响，并且可以独立于宿主基因组发挥作用。

年，Devkota等对无特定病原体级小鼠进行为期21d的饮食干预，饮食干预包括饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和低脂饮食，前两者同属高脂饮食。结果显示在高脂饮食干预下，肠道微生态多样性下降，厚壁菌门丰度下降，拟杆菌门显著富集；低脂饮食干预下，肠道微生态多样性增加，厚壁菌门丰度增高。其中饱和脂肪酸导致沃氏嗜胆菌的丰度急剧升高，究其原因为饱和脂肪酸促进肝脏产生牛磺胆酸，刺激硫酸盐还原菌生长，沃氏嗜胆菌是硫酸盐还原菌之一，而硫酸盐还原菌能诱导肠道炎症。

西方化饮食还有一个特征，即包含大量的超加工食品和多种添加剂。年Chassaing等发现乳化剂聚山梨醇酯80和羧甲基纤维素能够改变微生物群的基因组成，促进鞭毛蛋白表达，进而增加促炎潜力加重肠道炎症。

2．西方化饮食影响肠道微生态的机制：

西方化饮食可导致肠道微生态多样性下降，是因为西方化饮食缺少肠道微生物可利用的碳水化合物（microbiota-accessiblecarbohydrate，MAC）和脱细胞营养素的转换。

MAC包括寡糖和多糖，由糖苷键连接。肠道微生物具有多种糖苷水解酶和多糖裂解酶，可以将复杂的碳水化合物分解成可利用的低聚糖或单糖，从而产生多种代谢产物，其中以SCFA最重要。SCFA包括丙酸盐和丁酸盐，可以通过中枢神经系统和G蛋白偶联受体调节机体能量稳态，同时还可以作为组蛋白去乙酰化酶抑制剂影响宿主基因的表观遗传修饰。MAC在西方化饮食中含量低，而在膳食纤维中含量较高，因此，西方化饮食可使肠道微生态能量来源减少、多样性下降和SCFA等代谢产物生成减少，从而引发机体病理改变。Sonnenburg等研究发现，长期缺乏MAC会引起特定菌群长期缺失，且无法通过饮食摄入MAC进行弥补。然而，低MAC摄入可引起肠道微生态多样性下降，但菌群丰度并未明显下降，其机制之一是肠道菌群可以从肠黏膜获取糖蛋白作为能源替代，但这会造成肠道黏膜过度侵蚀、肠黏膜屏障破坏、病原体易感性增加而引起炎症。

不同于传统饮食储存在细胞内的营养素，脱细胞营养素存在于细胞外，其为微生物提供了更易消化的底物。西方化饮食的大部分能量以脱细胞营养素形式提供易于获得的营养素，促进优势菌群生长，导致微生物多样性下降。

(二)素食饮食

素食饮食指以膳食纤维摄入为主。长期素食饮食可以有效改善肠道微生态的多样性和稳定性，促进形成肠型普氏菌属。

1．素食饮食对肠道微生态组成的影响：

年，Tap等对19名健康志愿者进行为期6周的基础饮食加10g/d或40g/d膳食纤维的饮食干预，发现较高的膳食纤维摄入能够增加微生态的多样性和稳定性，普氏菌和粪球菌丰度明显增加。普氏菌能从抗性淀粉和低聚糖中提取能量，促进肠道消化无法代谢的碳水化合物，从而使代谢产物SCFA增多，肠道和粪便的pH值随之降低，形成的酸性环境有效抑制了大肠埃希菌等机会致病菌的生长。

2．素食饮食影响肠道微生态的机制：

素食饮食可有效改善肠道微生态的多样性和稳定性，究其原因，一方面其使微生物的能量来源MAC增加，另一方面通过改变肠道转运速率影响肠道微生态。研究表明膳食纤维对肠道神经元的损害较西方化饮食轻，肠道内容物的混合和转运速率较西方饮食快，导致人体的肠道输出、粪便细菌量和SCFA水平随之增加。肠道转运速率会影响膳食底物的消化率和发酵能力，进而影响能量吸收，改变肠道微生态的组成。

(三)地中海饮食

18世纪50年代，科学家发现地中海地区的人群心血管疾病的发病率和死亡率均较低，当地饮食特点是大量摄入橄榄油、水果、坚果、蔬菜和谷物，适量摄入鱼类和家禽，低摄入乳制品、肉类和糖果，以及适量摄入葡萄酒，这种饮食特征被称为地中海饮食。与其他健康饮食方式相比，地中海饮食的重要特征是允许摄入来自橄榄油、坚果和鱼类的脂肪，同时用餐期间适量摄入红葡萄酒。研究人员常采用地中海饮食评分评估人群对地中海饮食的依从性。

地中海饮食包括足量纤维的摄入，对肠道微生态的影响与膳食纤维相似；多不饱和脂肪酸是地中海饮食脂肪摄入的主要形式，其主要来源于橄榄油、坚果和鱼类。年，一项开放性、随机、交叉试验对健康人群进行ω-3多不饱和脂肪酸的饮食干预，发现双歧杆菌、乳酸菌、瘤胃球菌属的颤螺旋菌增加，部分产生SCFA的菌群也可逆性增加，粪杆菌属和粪球菌属丰度下降，但厚壁菌门和拟杆菌门比例无明显改变。红酒中的多酚能够促进肠道中乳酸菌、双歧杆菌、粪杆菌等有益菌的生长。

(四)生酮饮食

生酮饮食的特征是低碳水化合物和高脂肪摄入，其脂肪克数与碳水化合物加蛋白质总克数的比例为3:1或4:1，因此90%的能量来自脂肪，只有10%来自碳水化合物和蛋白质。生酮饮食通过脂肪代谢诱导酮体生成，将主要的热量来源从碳水化合物转移到脂肪。

年，Ma等对健康雄性C57BL/6小鼠予生酮饮食干预，发现其肠道微生态多样性下降，这与碳水化合物摄入减少，以多糖为能量来源的菌群减少相关。此外，该研究还发现肠道有益菌如艾克曼菌和乳杆菌增加，SCFA产生增加，促炎菌群如脱硫弧菌和杆菌属丰度下降。

饮食-肠道微生态在结直肠肿瘤中的作用

1．西方化饮食影响肠道微生态在结直肠肿瘤中的作用：

研究认为，西方化饮食对结直肠肿瘤的发生有促进作用。基于全球饮食结构和结直肠肿瘤发病率的研究发现，西方化饮食摄入越多的国家，结直肠肿瘤的发病率越高。高脂饮食是结直肠肿瘤的危险因素，一方面，高脂饮食使肠道胆汁酸增加，后者经细菌代谢为脱氧胆酸促进肿瘤发生；另一方面，高脂饮食引起的肠道微生态组成改变及其代谢产物变化能够促进炎症和免疫失调，其中硫酸盐还原菌的丰度增加，通过使其代谢产物硫化氢增加，促进UC等炎症，从而间接促进结直肠肿瘤的发生。目前并无前瞻性研究或随机对照试验证实高脂摄入会增高结直肠肿瘤的发病率。需特别注意的是，有研究表明摄入ω-3多不饱和脂肪酸能够抑制花生四烯酸衍生的类花生酸生物合成，调节转录因子活性，减少炎症发生，从而与结直肠肿瘤的发生反向关联。超加工肉类的摄入能够增加结直肠肿瘤的发病风险，这与肉类在高温烹饪过程中产生的N-硝基化合物和杂环胺具有致癌作用密切相关。

2．素食饮食影响肠道微生态在结直肠肿瘤中的作用：

素食饮食对结直肠肿瘤的发生具有抑制作用。基于全球饮食结构与结直肠肿瘤发病率的研究发现，素食饮食摄入越多的国家如非洲地区，结直肠肿瘤的发病率越低。膳食纤维对结直肠肿瘤具有抑制作用，究其原因，一方面膳食纤维能够增加肠道输出，提高粪便质量，缩短运输时间，降低肠道中细菌发酵产生的致癌物浓度；另一方面，素食饮食引起普氏菌等特定菌群的丰度改变，主要使微生物代谢产物SCFA增加。基于结直肠肿瘤细胞的瓦博格效应，SCFA尤其是丁酸盐不仅作为正常结肠上皮细胞的能量来源，也在肿瘤细胞内作为组蛋白去乙酰化酶抑制剂抑制细胞增殖，促进细胞凋亡。

3．地中海饮食影响肠道微生态在结直肠肿瘤中的作用：

地中海饮食可减少心血管疾病的发生，是目前最好的心血管健康饮食模式。年，Rosato等汇总了3项病例对照试验，包括例结直肠癌患者和例非结直肠癌住院患者的数据，结果显示与地中海饮食最低依从度组相比，最高依从度组的OR值为0.52，表明地中海饮食能够降低结直肠肿瘤的发病风险。

4．生酮饮食影响肠道微生态在结直肠肿瘤中的作用：

目前生酮饮食已被用于经抗惊厥药物治疗无效的癫痫患者，且与神经退行性改变、脑肿瘤、乳腺癌和前列腺肿瘤等也有相关性，但有关生酮饮食与结直肠肿瘤相关性的研究较少。年，Nakamura等对小鼠结肠癌皮下移植瘤进行传统饮食和生酮饮食干预，发现生酮饮食能够显著降低肿瘤质量和体积，该研究第1次在动物模型上证明没有能量限制的生酮饮食能够改善肿瘤表型。

结语与展望

饮食结构是肠型形成的重要影响因素，不同饮食结构能够显著改变肠道微生态的组成和代谢。肠道微生态的改变通过炎症、免疫、代谢等方式影响宿主及其疾病的发生、发展。对于结直肠肿瘤，西方化饮食增加其发病风险，其余3种饮食结构可降低其发病风险，其中地中海饮食的保护作用证据级别最高。未来有望通过明确饮食、肠道微生态和宿主疾病的相互作用关系，选择正确的饮食结构、制订个体化的饮食方案，改变肠道微生态，从而达到干预与防治疾病的目的。目前饮食与肠道微生态的研究主要集中于相关性研究，缺乏大样本的临床研究，机制探索也正在进行中。饮食-肠道微生态与宿主疾病的相互作用有待深入研究，针对饮食模式的定义和营养素的摄入指南也有待进一步建立。

来源：[1]高雅琪,房静远.饮食结构影响肠道微生态在结直肠肿瘤中的作用[J].中华消化杂志,,41(03):-.

转自：消化科空间