惊！泡菜对肠道微生物和代谢竟有这些影响 —— 健康人群的随机交叉干预试验揭秘

为探究新鲜和巴氏杀菌泡菜对健康人肠道微生物及代谢组的影响，德国弗莱堡大学研究人员开展相关研究。结果显示虽对肠道微生物群整体无显著影响，但单菌种及血清 SCFAs 水平有变化。该研究为饮食与健康关系提供新依据，值得一读。

　　

在人体的肠道里，住着一群神秘的 “小居民”—— 肠道微生物。它们虽然个头微小，却有着巨大的能量，与我们的健康息息相关。微生物基因给人类基因库增添了约 100 倍的基因数量，赋予了我们人类 DNA 所没有的生理特性。可随着现代生活方式的普及，人类肠道细菌的多样性却戏剧性地减少了，就像一个原本热闹繁华的小镇，居民数量不断下降。而这个 “人口流失” 的现象，竟然和肥胖、炎症性肠病等众多慢性疾病的风险增加挂上了钩。

饮食，作为我们日常生活中必不可少的一部分，其实是影响肠道微生物群的一条 “秘密通道”。发酵食品，因其悠久的食用历史，被不少人寄予厚望，大家都盼着它能重新建立起那些人类与微生物在漫长岁月里共同演化出的重要联系，从而预防现代疾病。毕竟，发酵食品可是能产生乳酸的细菌的重要来源，很多这类细菌都被看作是潜在的 “益生菌”，对胃肠道健康有益。就像我们常吃的泡菜，它是由卷心菜经过微生物发酵制成的，里面富含乳酸菌。

不过，理想很丰满，现实却很骨感。虽然大家都对发酵食品的健康功效充满期待，但由于研究设计、研究结果各不相同，再加上发酵食品中微生物种类繁多，每个人肠道微生物的组成和动态变化又千差万别，所以目前我们对发酵食品到底如何影响肠道微生物群，了解得还非常有限。就拿泡菜来说，虽然有研究发现它似乎能改善肠易激综合征（IBS）患者的症状，对他们的肠道微生物群也有显著影响，但对于健康人来说，泡菜的效果还是个未知数。而且，泡菜经过巴氏杀菌处理后，到底还能不能发挥类似的作用，也没有人能给出确切答案。另外，肠道微生物群产生的短链脂肪酸（SCFAs），在 IBS 的病理生理过程中起着重要作用，可能有助于治疗 IBS 症状，但这一点也还没有得到充分验证。

为了揭开这些谜团，来自德国弗莱堡大学预防与癌症流行病学研究所的研究人员，在《Microbiome》期刊上发表了一篇名为 “Impact of fresh and pasteurized sauerkraut on the gut microbiome and metabolome in healthy individuals: a randomized crossover intervention trial” 的论文。他们想看看，每天吃新鲜或巴氏杀菌泡菜 4 周，到底会对健康人的肠道微生物组成和代谢组产生什么样的影响，同时也找找看，能不能区分出对泡菜有反应和没有反应的人群。最终他们发现，虽然新鲜和巴氏杀菌泡菜对健康参与者的肠道微生物群整体没有显著影响，但某些单个细菌物种的相对丰度发生了明显变化，而且巴氏杀菌泡菜还能显著提高血清中 SCFAs 的水平，这或许意味着泡菜和全身健康之间存在着潜在联系。这项研究为我们了解发酵食品与肠道微生物群的关系提供了重要线索，让我们朝着揭开这个神秘面纱又迈进了一步。

在这项研究中，研究人员主要用到了三种关键技术方法：一是采用随机交叉试验设计，让参与者分别食用新鲜和巴氏杀菌泡菜，中间还设置了清洗期，这样就能更准确地观察泡菜的效果；二是通过鸟枪法宏基因组测序技术，分析肠道微生物的组成和功能；三是利用超高效液相色谱 / 串联精确质谱（UHPLC/MS/MS）技术，检测血清和粪便样本中的 SCFAs 水平。

下面来看看具体的研究结果：

1. 泡菜中的细菌种类：通过鸟枪法宏基因组测序发现，新鲜泡菜中主要是副干酪乳杆菌（Lacticaseibacillus paracasei ），但随着时间推移，冷藏 7 周后，罗伊氏乳杆菌（Limosilactobacillus reuteri ）成了优势菌种。而巴氏杀菌泡菜里几乎没有活细菌和细菌 DNA，相关数据也不可靠。
2. 泡菜的耐受性和消化影响：研究人员发现，参与者对每天吃 100 克新鲜和巴氏杀菌泡菜的接受度和耐受性都很高。而且，根据布里斯托大便分类法（Bristol Stool Form）、排便频率和粪便 pH 值等指标来看，吃这两种泡菜都没有引起明显变化。
3. 泡菜对粪便微生物群的影响：
   • α 多样性：研究人员用多种指数评估微生物的 α 多样性（包括多样性、丰富度、均匀度和优势度等），结果发现无论是整体干预分析还是分层干预分析，都没有显著效果。不过，吃了巴氏杀菌泡菜后，稀有物种有减少的趋势，而且超重参与者对巴氏杀菌泡菜干预的反应更明显，多样性和均匀度有所增加。
   • β 多样性：研究人员通过 UMAP（均匀流形近似和投影）可视化、非加权 UniFrac 距离等方法分析 β 多样性（样本间的差异），发现个体肠道微生物群的变化很不一致。虽然有些人的肠道微生物群很稳定，但也有人变化较大。而且，基线 α 多样性与非加权 UniFrac β 多样性呈负相关，也就是说，基线多样性越高，系统发育丰富度的变化就越小。
   • 物种相对丰度的影响：尽管从更广泛的角度看，微生物群的变化似乎不大，但研究人员还是发现了一些与干预相关的单个物种丰度的显著差异。比如，吃了新鲜泡菜后，参与者粪便中副干酪乳杆菌的患病率和相对丰度明显增加；吃了巴氏杀菌泡菜后，厌氧棒状杆菌（Anaerostipes hadrus ）的相对丰度显著上升，而欧氏别样杆菌（Blautia obeum ）则明显下降。此外，基线多样性较低的个体，梭菌（Clostridia ）显著增加。而且，不同年龄、BMI 和膳食纤维摄入量的参与者，对泡菜的反应也不一样。
   
   
4. 细菌代谢产物：研究人员检测了血清和粪便样本中的 SCFAs 水平，发现两者之间没有相关性。吃了巴氏杀菌泡菜后，血清中的乙酸、丙酸和丁酸显著增加，尤其是超重参与者的血清乙酸增加得更明显。而吃了新鲜泡菜后，粪便中的丁酸显著减少。而且，膳食纤维摄入量较高和肠道微生物群多样性较高的参与者，这些变化更明显。
5. 功能分析：研究人员对与 SCFA 产生相关的 KEGG 直系同源物（KOs）进行分析，发现只有巴氏杀菌泡菜干预对其有显著影响。有三个 KOs 受到显著影响，其中 K13497 编码的酶参与色氨酸合成，能产生丙酮酸（SCFAs 的前体）；K14155 与半胱氨酸和蛋氨酸代谢过程中的丙酮酸生成有关，在巴氏杀菌泡菜干预后丰度降低。此外，整合 KEGG 通路中的 KO 基因后发现，虽然没有与泡菜消费相关的显著变化，但巴氏杀菌泡菜干预后的趋势一直是负面的，涉及硫辛酸代谢、阿拉伯半乳聚糖生物合成和其他聚糖降解的减少。

在讨论部分，研究人员对这些结果进行了深入分析。他们发现，新鲜泡菜和巴氏杀菌泡菜的微生物组成和相关产物可能不同，健康个体的肠道微生物似乎更具弹性，所以吃泡菜对微生物 α 和 β 多样性没有明显影响。而且，饮食多样性也会影响微生物多样性，增加发酵食品的摄入可能是影响健康人微生物多样性更有前景的方法。虽然研究存在一些局限性，比如对巴氏杀菌泡菜微生物组成不确定、无法完全控制参与者在家的饮食情况、粪便样本分析存在一定困难等，但该研究的交叉设计和较大的样本量是其优势。

总的来说，这项研究表明，新鲜和巴氏杀菌泡菜在物种水平上引起了微生物变化，巴氏杀菌泡菜对粪便微生物群的组成和代谢功能影响更明显。虽然目前还不能完全确定泡菜对健康的影响，但血清 SCFAs 水平的显著增加，为进一步研究泡菜与全身健康的关系提供了重要线索。未来，还需要更多的研究来深入探讨泡菜以及其他发酵食品对肠道微生物群和人体健康的影响，说不定在不久的将来，我们就能根据这些研究成果，通过调整饮食来更好地呵护肠道健康呢！