上海交通大学生命科学技术学院教授 赵立平
近几年，随着国际上一系列研究论文的发表，肠道菌群与肥胖的关系逐步浮出水面，日渐清晰。
有证据表明，肠道菌群可以控制动物的脂肪代谢，引发全身性的低度慢性炎症，从而引发肥胖症和胰岛素抵抗。而且这种致病作用远远大于动物自身基因缺陷对发病的作用。另外，最新的研究表明，饮食结构是决定肠道菌群结构的最重要因素。
吃得多 病得重
由于来不及消化和不能消化的食物最终都会进入大肠，培养生活在那里的肠道菌群，因此，饮食结构与肠道菌群组成之间的关系最为密切。
在动物实验中，研究人员把高密度脂蛋白基因被破坏、先天患有轻度糖尿病的小鼠，与基因完好的小鼠分成4组，分别饲喂植物性饲料和含有大量动物脂肪、模拟现代人的饮食结构的高脂饲料。这4组动物分别是：好基因+好饲料组，坏基因+好饲料组，好基因+坏饲料组，坏基因+坏饲料组。
饲喂一段时间后，研究者采用最新的高通量测序技术和模式识别方法，对各组动物体内肠道菌群结构变化进行分析。结果发现，用植物饲料和高脂饲料喂养同基因型的小鼠，它们的菌群结构相差约60%；用植物饲料饲养不同基因型的小鼠，其菌群结构只相差不到12%；而用高脂饲料饲养不同基因型的小鼠，其菌群结构差别小得几乎可以忽略。
人们或许会以为，在四组动物中，坏基因+坏饲料组应该是病得最重的。然而出乎意料的是，虽然最健康的是好基因+好饲料组，但体重最高、胰岛素抵抗最严重的是好基因+坏饲料组。
对比这些自由采食的动物的食物摄入总量，我们发现好基因+坏饲料组的小鼠比坏基因+坏饲料组小鼠摄入的高脂饲料要多得多。换句话说，基因完好的动物胃口很好，所吃的高脂饲料比坏基因小鼠多。这正是好基因小鼠在吃坏饲料后病得更重的营养学原因。
病因：有益菌减少 有害菌增多
有益菌减少 为进一步探寻好基因小鼠在食用大量高脂饲料后比坏基因小鼠病得重的原因，我们使用多元统计方法鉴定出可能与诱导动物肥胖关系最密切的细菌种类。结果发现，长期食用大量高脂饲料，动物肠道中的有益菌（如双歧杆菌）的数量会下降到检测不出来。而双歧杆菌等靠膳食纤维生长的细菌有保护肠道的作用，如果它们的数量下降，肠壁的通透性就会增加，一些毒素就容易通过肠壁而进入血液循环，或直接作用于肠壁而诱发各种肠道疾病。
有害菌增多 长期食用大量高脂饲料引起的另一个变化是有些病菌的数量会增加。研究人员发现一种叫硫酸盐还原菌的病菌，可以随着动物高脂饲料摄入量的增加而明显增多。例如在好基因+好饲料组中，硫酸盐还原菌不到1%；而在病得最重的好基因+坏饲料组中，其数量最高，可达到约5%。
硫酸盐还原菌的细胞表面有一种分子叫脂多糖，属于一种内毒素，可以引发动物体内的炎性反应。这种病菌还能把硫酸盐还原成硫化氢。过量的硫化氢既可以引起肠上皮细胞的基因突变，增加结肠癌的风险，也可以腐蚀肠壁，提高通透性，使更多的内毒素进入血液，引起慢性炎症。
但是这种慢性炎症并不是病菌，而是病菌的抗原进入了血液引起的。而白细胞会把血液中的抗原作为危险分子，并开始分泌对动物细胞也有破坏作用的各种炎性因子。由于不存在局部的感染，这些炎性因子就会弥散在全身。这就意味着动物体内的免疫系统被扰乱，开始调转枪口攻击自身的细胞。长期在这种慢性炎症的打击下，最终会造成动物的肥胖、糖尿病、冠心病等慢性病。
控制饮食 改变菌群 实现梦想
在未来的20年内，帮助慢性病患者通过控制饮食、改变菌群结构来减轻体重，恢复健康——这是研究人员的一个梦想。虽然还有不少分子机理的细节尚需阐明，但上述研究从微生物群落生态学的角度丰富和发展了肠道菌群引起代谢性疾病的理论，找到了与肥胖发生关系密切的具体的细菌种类。这就为通过饮食重建合理的菌群结构来预防、缓解甚至逆转代谢性疾病奠定了理论基础。目前相关课题组正在进行大规模的营养干预人群试验，使更多的人受益。（张丽虹整理）
