一类称为肠杆菌科（Enterobacteriaceae）的细菌，包括肺炎克雷伯菌、志贺氏菌和大肠杆菌等，通常在健康人体肠道中以较低数量存在。然而，当这些细菌的数量激增时，例如由于体内炎症加剧或食用受污染的食物，它们可能会引发疾病，甚至在极端情况下危及生命。
最近，来自英国剑桥大学等研究机构的研究人员进行了一项新研究，揭示了我们可以通过饮食来改变肠道环境，从而减少有害细菌的定植风险。这项研究使用了包括人工智能在内的计算方法，分析了来自45个国家12000多人的粪便样本中的肠道微生物组组成。结果表明，人体肠道微生物组的“特征”可以预测一个人的肠道是否容易被肠杆菌科细菌定植，并且这种预测结果在不同的健康状况和地理位置上都是一致的。
相关研究结果于2025年1月10日在线发表在Nature Microbiology期刊上，论文标题为“Ecological dynamics of Enterobacteriaceae in the human gut microbiome across global populations”。
纤维与有益细菌的共生关系
研究人员确定了135种通常在没有肠杆菌科的情况下发现的肠道微生物，这些微生物可能有助于防止感染。特别值得一提的是粪杆菌属（Faecalibacterium），这类细菌通过分解食物中的纤维来产生有益的短链脂肪酸化合物。这似乎能够有效阻止一系列致病肠杆菌科细菌的感染。简单来说，多吃富含纤维的食物就像是给肠道内的有益细菌提供了“肥料”，让它们茁壮成长，同时把有害细菌“挤”出去，显著降低患病风险。
“我们的研究结果表明，我们吃的东西在控制一系列细菌（包括大肠杆菌和肺炎克雷伯菌）感染的可能性方面可能非常重要，这是因为这会改变我们的肠道环境，使其对入侵者更加敌对。”论文通讯作者、剑桥大学兽医系研究员Alexandre Almeida博士解释道。
探索肠杆菌科的全球生态景观
抗生素耐药性与预防策略
随着全球对抗生素耐药性的担忧日益增加，科学家们正在寻找新的方法来控制像肺炎克雷伯菌这样的病原体，它能引起肺炎、脑膜炎和其他严重感染。Almeida博士指出，“随着抗生素耐药性的上升，我们可用的治疗选择越来越少。现在最好的方法是从一开始就预防感染，我们可以通过减少这些致病细菌在肠道中繁殖的机会来做到这一点。”
益生菌的作用有限
相比之下，服用益生菌——那些不会直接改变肠道环境的补充剂，不太可能影响肠杆菌科感染的可能性。研究表明，试图通过引入与有害细菌竞争相同营养物的益生菌来饿死有害细菌的方法并不奏效。相反，改变肠道环境，比如通过饮食，才是降低肠杆菌科细菌感染风险的有效途径。
早期研究与新发现
了解肠道中不同细菌之间相互作用的早期研究大多依赖于小鼠模型，但这些新研究中的一些结果与之前的发现不一致。这项新的研究显示，有172种肠道微生物可以与致病的肠杆菌科细菌共存，许多在功能上与肠杆菌科细菌相似，需要相同的营养物才能生存。这意味着，资源的竞争并不会像以前认为的那样阻止致病细菌在肠道中建立据点。
“这项研究强调了研究病原体的重要性，不是将其作为孤立的实体，而是在其周围的肠道微生物组的背景下。”论文第一作者、剑桥大学兽医系访问研究员Qi Yin博士说。
参考资料：
Qi Yin et al. Ecological dynamics of Enterobacteriaceae in the human gut microbiome across global populations. Nature Microbiology, 2024, doi:10.1038/s41564-024-01912-6.
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