炎癥性腸病的飲食與微生物組連接

關于影響人類炎癥性腸病(IBD)的因素仍然很神秘，但作為關鍵因素出現的一個方面是腸道微生物組，即棲息在腸中的微生物的集合。

已知飲食會深刻影響這種微生物群落，特殊飲食已被用作腸道疾病的治療方法，包括人類的克羅恩病。它們也常用于狗，它可以發展出反映克羅恩病許多特征的慢性腸道疾病。

在雜志上發表的一項新的研究微生物組，從賓夕法尼亞大學的研究人員調查了飲食處方，腸道微生物，并成功進入緩解病情在接受賓夕法尼亞大學獸醫的Ryan獸醫院治療寵物狗之間的連接。他們發現了微生物組和相關代謝產物的關鍵特征，這些特征僅出現在進入疾病緩解期的狗身上。一種產生這些化合物的細菌，稱為二級膽汁酸，可以減輕小鼠模型中的疾病。比較飲食對狗的微生物組的影響與克羅恩病兒童飲食治療期間的影響，研究小組發現了顯著的相似性。

“已知腸道內的細菌是影響疾病的重要因素，”該工作的資深作者，賓夕法尼亞大學獸醫學院助理教授丹尼爾貝廷說。“對于微生物組的快速變化似乎貢獻**的環境因素就是你吃的東西。鑒于狗的微生物組與人類非常相似，我們認為這是一個有趣的模型，'飲食會影響這種疾病是通過對微生物群的影響嗎?'“

要開始追求這個問題，需要治療患有犬慢性腸病(CE)的寵物狗群體，這是一種慢性疾病，包括體重減輕和腸道炎癥，腹瀉，偶爾嘔吐，食欲不振，以及慢性復發和緩解，正如克羅恩病。該研究涉及53只狗，29只CE在Penn Vet's Ryan獸醫醫院接受治療，24名健康對照。

研究人員在研究開始時和不同時間收集糞便樣本，因為病犬開始處方飲食來治療他們的疾病。利用先進的基因測序技術，該團隊開發了糞便中存在的微生物目錄，這是動物腸道微生物組的替代品。他們還收集了有關糞便中存在的代謝產物的信息。

“這為我們提供了微生物組的功能讀數，”貝廷說。“它不僅告訴我們誰在那里，而且還告訴我們他們正在做什么。”

29只病犬中有20只迅速進入緩解期。基因組和代謝物分析共同揭示了這些狗的特征性變化。特別是那些對飲食反應良好的人往往會增加被稱為二級膽汁酸的代謝物。當腸道中的某些微生物消耗肝臟釋放的膽汁時，就會產生這些。

其中一種可以產生二級膽汁酸的“好”微生物是細菌Clostridium hiranonis，研究人員在進入緩解期的狗中發現了更多的這種細菌。對飲食反應良好的狗在開始治療后也有較少的有害細菌，如大腸桿菌和產氣莢膜梭菌。

為了更多地了解這些明顯的緩解標志物，這個團隊從狗身上帶走了細菌 - 無論是生病還是進入緩解期 - 并在實驗室中培育出來。

“擁有這些生物使我們有機會檢驗我們關于實際導致緩解的假設，”Penn Vet的博士后王帥和該研究的**作者說。

研究人員發現二級膽汁酸與緩解有關，將它們應用于從病犬身上生長的大腸桿菌和產氣莢膜梭菌，發現膽汁酸抑制了它們的生長。他們還將來自狗的C. hiranonis給予患有炎癥性腸病的小鼠，以觀察細菌是否可以在不同的動物模型中減少疾病。

“我們觀察到二級膽汁酸水平穩定并減少炎癥，”王說。

“這使我們能夠證明，繼發性膽汁酸和C. hiranonis不僅僅是緩解的生物標志物，”Beiting說，“它們實際上可以改變。膽汁酸可以阻止病原體的生長，而C. hiranonis可以改善腸道健康在老鼠身上。“