摘要：多伦多大学的研究人员发现，低碳水化合物饮食会加剧特定肠道细菌的 DNA 损伤作用，从而增加罹患结直肠癌的风险。他们在小鼠身上进行的研究表明，一种产生大肠杆菌素的大肠杆菌菌株在低纤维环境中茁壮成长，削弱了肠道屏障并促进了肿瘤的生长。

多伦多大学的研究人员发现，低碳水化合物饮食会加剧特定肠道细菌的 DNA 损伤作用，从而增加罹患结直肠癌的风险。他们在小鼠身上进行的研究表明，一种产生大肠杆菌素的大肠杆菌菌株在低纤维环境中茁壮成长，削弱了肠道屏障并促进了肿瘤的生长。

低碳水化合物饮食会削弱肠道屏障并改变微生物群，从而加剧某些肠道细菌的致癌作用。这会增加结直肠癌的风险，尤其是对于基因突变影响DNA修复的个体。然而，可溶性纤维可能有助于抵消这些影响。

多伦多大学的研究人员证明，低碳水化合物饮食可以增强某些肠道微生物的 DNA 损伤作用，从而增加患结直肠癌的风险。

该研究发表在《自然微生物学》上，研究了三种不同的饮食——正常饮食、低碳水化合物饮食和西式饮食（高脂肪和高糖）——如何与特定肠道细菌相互作用从而影响小鼠结直肠癌的发展。

研究结果显示，一种特定的大肠杆菌菌株与低碳水化合物和可溶性纤维饮食结合时，会促进结肠息肉的生长，而息肉是癌症的潜在前兆。

“人们一直认为结直肠癌是由多种不同因素引起的，包括饮食、肠道微生物群、环境和遗传。”多伦多大学特默蒂医学院免疫学教授、资深作者 Alberto Martin 说：“我们的问题是，饮食是否会影响特定细菌致癌的能力？”

为了回答这个问题，由博士后研究员 Bhupesh Thakur 领导的研究人员对小鼠进行了研究，这些小鼠被三种此前与结直肠癌有关的细菌中的一种所定殖，并被喂养正常、低碳水化合物或西式饮食。

只有一种组合——低碳水化合物饮食与产生 DNA 损伤化合物 colibactin 的大肠杆菌菌株相结合——才会导致结直肠癌的发展。

研究人员发现，缺乏纤维的饮食会增加肠道炎症，改变通常栖息在那里的微生物群落，创造出一种适合产生大肠杆菌素的大肠杆菌繁殖的环境。

他们还发现，喂食低碳水化合物饮食的小鼠肠道微生物与结肠上皮细胞之间的黏液层更薄。黏液层充当肠道细菌与下层细胞之间的保护屏障。屏障变弱后，更多的大肠杆菌素可以到达结肠细胞，造成基因损伤并促进肿瘤生长。这些影响在错配修复途径发生基因突变的小鼠身上尤其明显，错配修复途径会阻碍它们修复受损 DNA 的能力。

Alberto Martin 教授和博士后研究员 Bhupesh Thakur。图片来源：Erin Howe/多伦多大学

虽然 Thakur 和 Martin 都强调需要在人类身上验证这些发现，但他们也对他们的研究成果在预防癌症方面的众多应用感到兴奋。

DNA 错配修复缺陷常见于结直肠癌，结直肠癌是加拿大第四大常见癌症。据估计，此类肿瘤中有 15% 存在错配修复基因突变。这些基因突变也是林奇综合征的病因，这种遗传病会显著增加人患某些癌症（包括结直肠癌）的风险。

Martin 教授问道：“我们能否确定哪些林奇综合征患者体内有这些产生大肠杆菌素的微生物？”他指出，对于这些患者，他们的研究结果表明，避免低碳水化合物饮食或采取特定的抗生素治疗以消除产生大肠杆菌素的细菌可能有助于降低他们患结直肠癌的风险。

Martin 教授指出，益生菌中常见的一种名为 Nissle 的大肠杆菌菌株也会产生大肠杆菌素。他实验室正在进行的研究是探索长期使用这种益生菌对林奇综合征患者或低碳水化合物饮食者是否安全。

Thakur 热衷于跟进他们研究中一个有趣的结果，该研究表明，低碳水化合物饮食中添加可溶性纤维可以降低致癌大肠杆菌的含量，减少 DNA 损伤，并减少肿瘤。

“我们补充了纤维，发现它降低了低碳水化合物饮食的效果，”Thakur 说：“现在我们正在努力找出哪些纤维来源更有益，哪些纤维来源的益处较少。”

为此，Thakur 和 Martin 教授正与阿尔伯塔大学的研究员 Heather Armstrong 合作，测试补充一种名为菊粉的可溶性纤维是否可以减少产生大肠杆菌的细菌数量，并改善高危人群（如患有炎症性肠病的人）的肠道健康。

“我们的研究强调了长期采用低碳水化合物、低纤维饮食（一种常见的减肥饮食）所带来的潜在危险。”Martin 教授强调：“还需要做更多的工作，但我们希望它至少能提高人们的认识。”

参考文献：“膳食纤维可抵消大肠癌中产生大肠杆菌素的大肠杆菌的致癌潜力”，作者：Bhupesh Kumar Thakur、Yann Malaise、Saurav Roy Choudhury、Anna Neustaeter、Williams Turpin、Catherine Streutker、Julia Copeland、Erin OY Wong、William W. Navarre、David S. Guttman、Christian Jobin、Kenneth Croitoru 和 Alberto Martin，2025 年 3 月 3 日， 《自然微生物学》 。DOI：10.1038/s41564-025-01938-4

来源：康嘉年華