精准医疗时代的精准营养膳食
写在前面
在过去的十几年里，科学家通过临床研究揭示了人体肠道微生物，在很多疾病发展和治疗中的重要性，这其中也包括部分类型的癌症，人体的表型受到了遗传和环境（在这里特指肠道微生物）的影响，所以如果可以寻找到特定改善肠道微生物的营养补充剂，就可以帮助患者更早的康复。
补充营养品可能存在的问题
去年，一篇发表在国际知名杂志《Cell》上的题为“Dysregulated microbial fermentation of soluble fiber induces cholestatic liver cancer”，在整个肠道微生物研究领域都引起的轩然大波，研究者发现通过长期（6个月）补充可溶性纤维菊粉（7.5％质量比），想要用于改善Toll样受体5（TLR5）缺失型小鼠的代谢综合征。
随着时间的推移，很多小鼠都出现了黄疸型肝细胞癌（简称HCC）的症状（雄性小鼠占40％，雌性小鼠占20％）。此外，其他先天免疫缺陷的小鼠品系中也有发现了HCC的产生（TLR4缺失的小鼠）。
后来，研究人员通过补充饮用水与丁酸盐（菊粉细菌发酵产品）研究肠道微生物与疾病的关系，结果发现其中约有54%的小鼠出现肝脏炎症和肝脏纤维化，因此，综上所述，长期食用菊粉和丁酸盐，可能对存在潜在风险。
短链脂肪酸与健康、疾病
在过去的大量文献中，都发现了在各类生理条件下，纤维和短链脂肪酸（SCFAs）的益处。虽然这篇文章提及这些膳食补充剂可能对人体的健康造成潜在危害，但文章的结论也只能够证明，在个体免疫功能低下的情况下，每个个体对膳食补充剂的响应都可能存在差异。
此外，在另一项2017年发表的研究论文中显示，另一个研究团队尽管长期喂养（7.5个月）小鼠菊粉（7％）或SCFAs，但在野生型小鼠中并未发生肝脏肿瘤。
肝癌的危险因素主要包括脂肪积累和肝炎，而很多研究论文已经证明了菊粉可以治疗和改善代谢综合征，但存在未知的可能性仍然有待我们研究。
环境又能奈何天？
在去年的《Cell》论文的研究结果，可能是让很多人担心的原因，而这篇论文的结论也从另一个方面告知我们，环境对于肝癌的发生和发展具有实质性的作用，而很多研究论文也同样证明了这点，人体内消化道除了由各类上皮细胞和分泌细胞等多种类型的细胞构成以外，就是与它们共生的微生物，肠道微生物群已被证明是消化道内外发生癌变的主要环境病因。比如，从Jackson Laboratory获得的C57BL / 6小鼠与从Taconic Farms获得的小鼠，同样进行黑色素瘤皮下移植，而癌症的侵袭性会出现不一致，并且可以从同笼的小鼠身上获得相似表型，而显而易见，这些表型是由环境因素介导的，而这也似乎在说明肠道微生物组比精确医学中的宿主遗传组合物更重要。总之，这些发现表明肠道微生物有助于肝癌发生并调节癌症治疗的成功。
胆汁酸和丁酸盐带来的思考
胆汁酸不仅仅可以作为消化食物的表面活性剂，也可以在体内参与到炎症反应和糖脂代谢中，这些功能都依赖于胆汁酸的受体，这其中就包括法尼酯X受体识别刺激（FXR;主要存在于肝和肠）和G蛋白偶联胆汁酸受体（普遍表达）。
人体内的胆汁酸主要来自于肝脏（原发胆汁酸）和微生物（继发胆汁酸）。因此，饮食、肝和脏肠道菌群的状态影响胆汁酸的产生，而胆汁酸又会反作用于全身，从而影响宿主健康。在那篇《Cell》文章中，研究者发现菊粉诱导的HCC与早期胆汁淤积有关，血清原发性和继发性胆汁酸、丁酸盐水平和变形杆菌水平升高，它们肝癌发生中起到促进作用作用，科学家们在FXR敲除小鼠的体内也可以看到类似表型。因此，使用不同的模型，两项研究都表明伴随生态失调的失调的胆汁酸合成是肝癌发生的病因，在FXR敲除引起的脂肪变性和脂肪性肝炎的小鼠中，研究人员发现了丁酸盐和丁酸盐产生细菌水平的下降，而如果补充丁酸盐也可以回补。
但是在另一项研究中，丁酸盐可以诱导小鼠结肠癌发生，但不依赖于肠道微生物驱动的炎症，而是影响干细胞的增殖状态。所以丁酸盐在肝脏和肠道中的炎症和增殖作用，可能取决于所使用的动物模型，这些相互矛盾的发现，再次强调了个性化膳食补充剂的重要性。
谈及任何毒性，都不离不开剂量
任何内生素或异生素的有益或不利影响，都取决于剂量、持续时间和宿主遗传。当在动物实验中控制所有变量时，肠道微生物在调节解毒、代谢和免疫中的重要作用变得明显。
因此，早期生活中共生微生物的定殖可能对疾病风险有很大影响，在怀孕期间保持健康均衡的饮食至关重要。当然，细菌定殖也可能受宿主遗传组成的影响，例如TLR5的水平，突出了基因与肠道微生物组相互作用的重要性。
总结
尽管目前肠道微生物领域取得了很大的进展和突破，但我们也可以从这些论文中看到一点，不同机构培育的小鼠可能会产生不同的结果，此外，肠道微生物群的组成因性别而异，在研究中，科学家们可能还需要深入理解为什么女性免受代谢疾病和肝癌的影响。此外，需要与任何其他动物研究一样，考虑和解决实验模型与人类在微生物群研究中的相关性。
综上所述，我们不难看出肠道菌群对于人体的重要性，这些就迫切的需要制定精准的个人膳食方案，并根据患者的除了遗传结构以外，可以有效地预防和治疗疾病的微生物个性化医疗。
参考文献：
1.Singh, V. et al. Dysregulated microbial fermentation of soluble fiber induces cholestatic liver cancer. Cell175, 679–694 (2018).
2.Koh, A. et al. From dietary fiber to host physiology: short-chain fatty acids as key bacterial metabolites. Cell 165, 1332–1345 (2016).
3.Weitkunat, K. et al. Short-chain fatty acids and inulin, but not guar gum, prevent diet-induced obesity and insulin resistance through differential mechanisms in mice. Sci. Rep. 7, 6109 (2017).