中國香港中文大學于君團隊研究發(fā)現，過量攝入可溶性纖維(菊粉、瓜爾膠等)竟會通過腸菌代謝促進結直腸癌的發(fā)生。(Gastroenterology. 2023年10月18日在線版)

此前已有研究發(fā)現，攝入膳食纖維與結直腸癌風險降低有關，不過也有研究得到相反結論。有研究發(fā)現，膳食纖維攝入與結直腸癌和肝癌發(fā)展存在機制上的關聯(lián)。于君研究團隊在小鼠模型中測試了不同類型和劑量的膳食纖維對結直腸癌發(fā)展的影響。

膳食纖維可根據水溶性大致分為兩種，可溶性纖維和不可溶性纖維。大多數可溶性纖維，例如菊粉和瓜爾膠，可以被腸菌代謝產生各種短鏈脂肪酸(SCFA);不可溶性纖維如纖維素和半纖維素只能被腸菌消化很少一部分，甚至完全不消化，它們能使糞便蓬松、促進腸道運動。

研究者設計的高纖維飲食(HFiD)包括20%的可溶性纖維和20%的不可溶型纖維，實驗對象小鼠則是偶氮氧甲烷(AOM)誘導的結直腸癌模式小鼠。

結腸鏡觀察顯示，在喂養(yǎng)到第20周時，高纖維飲食組小鼠就出現了肉眼可見的腫瘤，對照組小鼠則沒有明顯的腫瘤形成跡象。到22周，高纖維飲食組83.33%(5/6)小鼠出現了結直腸癌，顯著高于對照組的14.29%(1/7)。

組織學分析顯示，高纖維飲食組小鼠的結腸組織高級別發(fā)育不良比例更高，Ki-67陽性細胞增加顯示細胞增殖增加。在另外一種結直腸癌模式動物Apcmin/+小鼠中，實驗結果類似。

研究者分析了AOM小鼠的糞便樣本，發(fā)現高纖維飲食組和對照組的微生物群組成差別頗大，高纖維飲食組小鼠腸菌表現出較低的α多樣性，有12種異常富集的細菌和13種大大減少的細菌，失蹤名單包括著名益生菌假長雙歧桿菌(Bifidobacterium pseudolongum)。

當研究者使用抗生素清除小鼠的腸菌，再重復上述喂養(yǎng)實驗，高纖維飲食的促癌效果竟然大大減弱了。給無菌小鼠灌胃高纖維飲食小鼠的腸菌，也能促進結直腸癌的發(fā)生，提示其中有腸菌的參與。由于只有可溶性纖維能被腸菌代謝，研究者假設可溶性纖維是幕后黑手。

將飲食方案進一步拆分成高不可溶性纖維飲食(HCD，添加纖維素)和高可溶性纖維飲食(HID，添加菊粉)后進行實驗，及至實驗結束，HCD、HID和對照組的腫瘤發(fā)生率分別為38.5%、100%和40%。把菊粉換成瓜爾膠，實驗結果也類似。

對小鼠糞便進行宏基因組測序，研究者發(fā)現，高可溶性纖維喂養(yǎng)的小鼠中，普通擬桿菌(Bacteroides vulgatus)、單形擬桿菌(Bacteroides uniformis)、Bacteroides sp. A1C1富集，而Roseburia intestinalis、乳酸乳桿菌(Lactobacillus lactis)、羅伊氏乳桿菌(Lactobacillus reuteri)、嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akkermansia muciniphila)、假長雙歧桿菌(Bifidobacterium pseudolongum)等益生菌則顯著減少。

假長雙歧桿菌是減少得最多的益生菌之一，研究者在體外進行實驗，發(fā)現假長雙歧桿菌能顯著抑制兩種結直腸癌細胞系生長(HT29/Caco-2)，但不影響正常結腸上皮細胞。

代謝組學分析顯示，高可溶性纖維飲食小鼠糞便中，4-羥基苯甲醛和肌苷減少。肌苷是一種有益代謝物，可通過調節(jié)多種致癌因子來抑制癌細胞生長。高可溶性纖維飲食小鼠血清膽汁酸水平也顯著增加。

高可溶性纖維飲食小鼠糞便中的丁酸鹽、乙酸鹽和己酸鹽水平均有增加，研究者在體外實驗中發(fā)現，0.05 mM的丁酸鹽就足以促進結直腸癌細胞的生長。

研究者猜測劑量可能是關鍵因素，畢竟在實驗中使用的菊粉劑量相當高，人正常吃不到相應劑量，于是研究者設計了占比從5%到20%不同比例的高纖維飲食，再次開始喂食實驗。結果顯示，結直腸癌模式小鼠的腫瘤生長與菊粉劑量呈正相關，5%、10%、15%菊粉含量組的小鼠，患瘤率分別為8.3%、46.2%、78.6%，對照組則為41.7%。提示菊粉含量占比達到15%以上，才會顯著促進結直腸癌的生長。

研究結果提示，大量的可溶性纖維則會破壞腸菌的生態(tài)，導致潛在致病菌富集、益生菌耗竭，腸道代謝失衡，并促進結直腸癌的發(fā)展。

(編譯 張佳音)