饮食如何影响肠道微生物群:结直肠手术后的启示

学术   2024-10-17 18:04   北京  


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导语:饮食如何影响肠道健康,甚至手术后的恢复?一项研究揭示了肠道微生物群在结直肠手术后愈合过程中的关键作用,以及如何通过调整饮食或粪便微生物移植来预防危险的术后并发症。


随着现代生活节奏的加快,不健康的饮食习惯日益普遍,尤其是高脂高糖的西方饮食模式(western diet,WD),已被证实与多种慢性疾病的发展密切相关。在消化系统健康领域,结直肠手术后的并发症,尤其是吻合口漏(AL),是导致患者术后死亡和并发症的主要原因之一。


杂志Gut Microbes曾发表了一篇题为“Diet-induced shifts in the Gut Microbiota Influence Anastomotic Healing in a Murine Model of Colonic Surgery”的文章,深入探讨了饮食模式如何通过改变肠道微生物群来影响结直肠手术后的吻合口愈合。



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研究方法


该研究采用了一种小鼠手术模型来模拟结直肠吻合术,并探究了饮食和粪便微生物移植(FMT)对肠道微生物群以及术后吻合口愈合的影响。


研究将小鼠随机分为两组,一组喂食西方饮食(WD组),另一组喂食瘦饮食(LD组)。在手术当天,一部分小鼠接受了来自健康、瘦饮食供体的粪便微生物移植。


研究主要评价指标包括术后生存率、吻合口漏的发生率以及体重变化。此外,研究还通过16S rRNA基因测序分析了肠道微生物群的组成变化(图1)。


图1 实验方案示意图


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研究结果


  饮食对术后生存率的影响


在对64只小鼠进行的结直肠吻合手术研究中,92%的小鼠存活至解剖检查,显示出良好的术后恢复和肠道功能恢复,且未表现出感染迹象。在未存活至术后7天的小鼠中,有3只因麻醉死亡,2只因其他原因被提前安乐死,但两者的吻合口均未发现泄漏。


研究中未发现不同饮食组之间在生存率上存在显著差异,表明在该研究条件下,饮食模式对术后生存率的影响有限。


  饮食与粪便微生物移植对吻合口漏的影响


在吻合口漏的发生率上,LD组和WD组相似,分别为40%和33%,差异不明显。然而,当WD组小鼠接受来自瘦饮食供体的粪便微生物移植后,吻合口漏的发生率显著降低,无一例发生泄漏,这一发现表明粪便微生物移植可能对预防吻合口漏具有潜在的保护作用。


相反,瘦饮食组小鼠接受西方饮食供体的粪便微生物移植后,泄漏率并未显著变化,这可能暗示了粪便微生物移植的效果与供体的饮食模式密切相关。


表1 AL对照表


  饮食对体重和肠道微生物群多样性的影响


在体重方面,WD组小鼠在手术当天的平均体重显著高于瘦饮食组,分别为36.4 g±4.0 g和30.6 g±2.6 g。在肠道微生物群的多样性上,LD组在基线和术后第4天显示出更高的α多样性,表明健康饮食可能有助于维持肠道微生物群的多样性。


此外,WD组小鼠在术后第4天未发生泄漏的个体比发生泄漏的个体显示出更高的α多样性,这进一步强调了肠道微生物群多样性与术后恢复之间的潜在联系。


  肠道微生物群组成与吻合口漏的关系


在肠道微生物群的组成上,研究发现BacteroidesAkkermansia的增加与吻合口漏的发生密切相关。通过线性判别分析(LEfSe)发现,这些特定菌群在发生泄漏的小鼠中相对丰度更高。


通过Spearman相关性分析,研究还发现了其他与泄漏相关的菌群,如Alistipes、Clostridium sensu stricto和Lachnospiraceae spp.。这些发现为理解肠道微生物群如何影响术后恢复提供了新的视角,并为开发基于微生物群的诊断工具提供了可能的靶点。


  粪便微生物移植对肠道微生物群组成的影响


粪便微生物移植对肠道微生物群的组成产生了显著影响。WD组小鼠接受瘦饮食供体的粪便微生物移植后,其肠道微生物群的组成发生了显著变化,与未发生泄漏的小鼠更为接近。


而LD组小鼠接受西方饮食供体的粪便微生物移植后,其肠道微生物群的组成向有利于泄漏的方向发展。这些结果表明,粪便微生物移植不仅能够改变肠道微生物群的组成,还可能对术后恢复产生重要影响。


  基于肠道微生物群的吻合口漏预测指数


研究者开发了一种基于肠道微生物群相对丰度的吻合口漏预测指数,该指数结合了与泄漏发生相关的菌群,如Paramuribaculum、Clostridium sensu stricto、Alistipes、Dubosiella、BacteroidesAkkermansia


通过计算这些菌群的相对丰度比值,研究者能够以73%的准确率预测泄漏的发生。这一发现为早期识别泄漏风险提供了一种潜在的非侵入性工具,可能有助于在临床实践中提前干预,减少患者的术后并发症。


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总结讨论


探讨了饮食模式通过肠道微生物群影响结直肠手术后愈合的机制,并提出了一种潜在的微生物群干预策略。这项研究不仅为理解饮食如何通过肠道微生物群影响术后并发症提供了新的视角,也为开发新的预防和治疗策略提供了科学依据。通过调整饮食或采用微生物群移植,可能有助于降低结直肠手术后吻合口漏的风险,改善患者的术后恢复。这一发现对于指导临床实践,优化患者的术前饮食管理,以及开发新的微生物群靶向疗法具有重要意义。


参考文献

Boatman S, Kaiser T, Nalluri-Butz H, et al. Diet-induced shifts in the gut microbiota influence anastomotic healing in a murine model of colonic surgery. Gut Microbes. 2023 Dec;15(2): 2283147. doi: 10.1080/19490976.2023.2283147


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编辑:耳东

二审:且行

三审:清扬

排版:半夏

封面图源:Pexels


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