在各种膳食指南中，膳食纤维的摄入都是相当重要的一环。膳食纤维是一类不能被人体自身的酶水解的碳水化合物。大量研究已经告诉我们，这种可以通过蔬菜、水果、豆类与全谷摄入的成分，对我们的健康有着多重意义：除了我们熟悉的促进肠道蠕动与排便，还对代谢、免疫、认知等多种生理过程产生了积极影响。

虽然我们的肠道无法直接消化、利用膳食纤维，但对栖息其中的细菌来说，膳食纤维可是重要的营养来源。它们可以将膳食纤维分解，产生的多种分子穿透肠道上皮细胞、进入血液，进而调节全身的生理过程。

在这些产物中，短链氨基酸的作用受到不少研究的关注。研究发现短链氨基酸可以影响调节T细胞，从而促进免疫调控，维持肠道等组织的健康。

不过，以往的研究常常将膳食纤维作为一个整体来看待，而不同类型膳食纤维对肠道菌群和宿主生理的影响不尽相同，因此很可能还有很多不为人所知的健康效应藏在这些细节之中。

现在，一项发表于《自然》的最新研究就发现了常见膳食纤维——菊粉的全新作用。

论文第一作者Mohammad Arifuzzaman博士解释道，之所以选择菊粉进行研究，“是因为菊粉常见于各种蔬菜，也是市售的补剂中最常见的膳食纤维成分，并且常见于临床研究。”

已有的研究指出，菊粉具有特定的抗炎效应。而在最新研究中，美国康奈尔大学David Artis教授、Frank C. Schroeder教授和郭春君（Chun-Jun Guo）教授课题组合作揭示了菊粉与炎症的另一层关系：通过改变特定肠道菌群的代谢，菊粉还能在肺和肠道等部位诱导过敏相关的2型炎症反应，帮助我们抵御寄生蠕虫感染。

“这些发现拓展了我们对于饮食、免疫和我们体内微生物群落之间关系的理解。” David Artis教授表示。

在我们的饮食中，蔬菜和水果中普遍含有菊粉，例如香蕉、芦笋、大蒜等。此前的研究发现，菊粉促进了有益肠道细菌群落的增长，通过生成短链氨基酸提升抗炎免疫细胞——调节T细胞的水平，帮助宿主抵御炎症。而在最新研究中，研究团队综合分析了菊粉对肠道菌群构成、细菌代谢产物以及后续免疫应答的影响，发现了另一条重要的变化通路。

▲肺部杯状细胞（紫色）的增多和嗜酸性粒细胞的增加共同指示了2型炎症反应被激活（图片来源：Dr. Mohammad Arifuzzaman and Dr. David Artis）

在两周的实验周期内，研究团队给实验组小鼠提供以菊粉为主的高纤维饮食，并与饮食缺少菊粉的对照组小鼠对比。结果，分析结果显示两组小鼠的肠道菌群、血清里的代谢产物水平以及免疫细胞构成均出现了明显的变化。从这些变化里，研究团队梳理出菊粉影响宿主免疫的完整过程。

首先，菊粉的摄入使得肠道中的拟杆菌（Bacteroidetes）显著增加，这种细菌含有一种胆汁酸代谢酶，生成更多胆汁酸，因此研究团队在小鼠血清中检测出胆汁酸水平明显上升。

接下来，胆汁酸的增加激活了2型固有淋巴样细胞（group 2 innate lymphoid cells, ILC2s），而ILC2s能调控嗜酸性粒细胞（eosinophils，一种白细胞）的免疫应答。这就导致了在实验组小鼠体内，除了观察到调节T细胞增多，肺和肠道里的嗜酸性粒细胞水平也大幅升高。

随后的实验证实了菊粉的作用：向无菌小鼠模型添加拟杆菌，并敲除拟杆菌中促进胆汁酸生成的基因后，小鼠体内从菊粉到嗜酸性粒细胞的整个通路都被阻断了。

那么，嗜酸性粒细胞的大量出现对免疫系统又有怎样的影响？人们已经知道的是，高水平的嗜酸性粒细胞是2型炎症反应的标记物。也就是说，菊粉似乎对宿主的免疫系统似乎产生了两种截然相反的影响：调节T细胞的增多能抵御炎症，而嗜酸性粒细胞的增加意味着菊粉同时促进了2型炎症反应。

▲菊粉诱导的嗜酸性粒细胞促进了炎症反应，并增强对寄生蠕虫的抵御能力（图片来源：参考资料[1]）

对哺乳动物来说，2型炎症反应可以抵御寄生蠕虫的感染，也是常见的伤口愈合机制之一；与此同时，过度激活2型炎症反应也会导致过敏、哮喘等症状。

小鼠实验证实了，菊粉的诱导增强了小鼠抵御巴西日圆线虫感染的能力。“这条菊粉到2型炎症的通路代表了对寄生蠕虫感染的适应性应答，尽管其在工业化的无寄生虫环境中的影响要更加复杂、难以预测。”Arifuzzaman博士说。

另一方面，你可能会担心，菊粉可能会加剧过敏、哮喘。但研究指出，2型炎症反应被激活并不意味着菊粉就是“坏”纤维。的确，研究团队在小鼠实验中发现，菊粉加重了过敏诱导的2型呼吸道炎症，但实验也证实了菊粉能激活调节T细胞，而调节T细胞抗炎的效应很可能超过了嗜酸性粒细胞促进炎症的作用。

因此总体而言，菊粉的摄入使得宿主在不加重过敏症状的情况下，获得了对寄生蠕虫的抵御能力。同时，2型免疫反应还能在肠道和肺中产生更多保护性黏液。

Arifuzzaman博士表示，接下来研究团队计划研究菊粉在其他疾病中的作用，并且系统分析不同种类膳食纤维对肠道菌群和免疫的影响。从这些研究中，我们有望找到更全面的健康饮食策略。

参考资料：

[1] Arifuzzaman, M., Won, T.H., Li, TT. et al. Inulin fibre promotes microbiota-derived bile acids and type 2 inflammation. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05380-y

[2] A common dietary fiber promotes allergy-like immune responses in preclinical studies Nov. 2nd, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/970074

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