eGastroenterology | 特定膳食纤维或加剧多发性硬化神经损伤

导读

“多吃膳食纤维有益健康”，这已成为深入人心的饮食观念。然而既往研究发现，部分多发性硬化（multiple sclerosis，MS）患者在增加膳食纤维摄入后，病情可能出现加重趋势。

近日，来自加拿大阿尔伯塔大学（University of Alberta）的Heather Armstrong教授及团队在eGastroenterology上发表了题为“Reduced fibre-fermenting capacity of gut microbes in multiple sclerosis may result in prebiotic dietary fibre β-fructan promoting inflammation and CNS damage”的最新研究，阐明了其可能的机制。本研究发现，MS患者肠道菌群的纤维发酵能力降低。当MS患者摄入β-果聚糖类膳食纤维时，由于微生物发酵功能低下，未完全代谢的纤维在肠道内积累，触发局部炎症反应；炎症信号通过肠-脑轴传导，最终导致中枢神经系统脱髓鞘病变加重。

小知识：什么是膳食纤维？

膳食纤维常被称为“第七营养素”，是一类主要来源于植物性食物、不能被人体小肠消化吸收的碳水化合物，在结肠部位会被肠道菌群选择性地分解和发酵¹。

研究背景：高纤维饮食可能加重病情

MS是一种免疫介导的中枢神经系统炎性脱髓鞘疾病，其病因尚不明确²。已知MS患者存在肠道菌群失调。

膳食纤维在结肠中被微生物发酵，可产生短链脂肪酸等有益代谢产物。既往动物实验提示，短链脂肪酸可缓解MS病情。但临床观察却呈现矛盾现象：一项来自英国的横断面研究发现，在2410名MS患者中，与低纤维饮食者相比，每日摄入推荐纤维量者出现疼痛及日常活动障碍的比例显著更高。

关键发现：MS患者β-果聚糖摄入较少，菌群发酵功能降低

基于以上研究背景，研究团队分析了既往已发表的MS队列数据（48例MS患者，78例健康对照）。结果显示，与健康对照组相比，MS患者虽然总纤维摄入量相当，但β-果聚糖（包括低聚果糖和菊粉）的摄入量显著低于对照组（见图1）。

图1：MS患者与对照组的膳食数据。

之后通过分析上述队列中受试者（31例MS患者，61例健康对照）的粪便宏基因组测序发现：MS患者肠道中，能发酵β-果聚糖的双歧杆菌等有益菌丰度降低，相关水解酶基因表达不足（见图2）。

图2：MS患者与对照组的肠道微生物及代谢物差异。

动物实验提示：未发酵纤维可能参与致病

为验证“加工不足加重病理损伤”假说，研究采用无菌实验性自身免疫性脑脊髓炎（experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE）小鼠模型观察其对未发酵β-果聚糖的反应。研究同时纳入了C57BL/6对照小鼠和EAE小鼠。具体实验设计如下：（A）所有小鼠从症状出现（第14天）至第28天期间，持续喂食β-果聚糖饲料（EAE组n=10；对照组n=9）或对照纤维饲料（EAE组n=11；对照组n=5）；（B）每日监测动物体重并评估EAE症状；（C）实验终点收集脊髓组织，评估脱髓鞘病变（见图3）。

图3：动物实验设计图。

实验发现，与食用对照纤维素饲料的EAE小鼠相比，摄入未发酵β-果聚糖的小鼠EAE症状更重，并伴随中枢神经系统脱髓鞘病灶负荷更高。两组间动物体重未见显著差异。β-果聚糖对非EAE对照组小鼠无显著影响（见图4）。

图4：不同分组小鼠EAE评分及脊髓损伤情况。

研究人员进一步通过免疫组化发现，β-果聚糖组小鼠中枢神经系统中CXCR1与CD4水平显著升高，结肠中CXCR1水平也显著升高，而盲肠中未见显著变化。

研究人员进一步对症状高峰后3天（反映EAE炎症阶段）采集的组织进行流式细胞技术和单细胞测序。发现摄入β-果聚糖的EAE小鼠盲肠与脊髓的免疫细胞组成及相关分子特征发生改变。盲肠中Th1细胞有增多趋势，且与糖基转移、细胞因子结合相关的基因通路显著上调，而与核糖体结构、蛋白质修饰相关的通路则明显下调。同时，脊髓中CD45⁺细胞、小胶质细胞等免疫细胞数量呈增加趋势，跨膜转运与氧化还原相关通路被激活，而组蛋白结合等表观遗传调控通路受到抑制。这些结果表明，β-果聚糖可能通过调节局部免疫与代谢状态，影响EAE病程发展。

本研究提示可能存在如下致病过程：部分MS个体由于肠道菌群分解β-果聚糖的能力下降，导致其未被充分发酵并在肠腔内残留增加继而诱发局部免疫激活，产生肠道炎性因子并招募激活的免疫细胞，这些免疫信号可通过肠-脑轴影响中枢神经系统，伴随小胶质细胞活化、T细胞浸润，从而加剧髓鞘破坏和神经炎症。

整个过程就像给一个运转不良的工厂输送过多原材料，不仅无法转化为有益产品，反而造成污染。

展望与思考

本研究提示传统“高膳食纤维有益健康”的饮食观念并非适用于所有人，强调了个体化饮食的重要性。对于肠道发酵能力下降的MS患者，盲目补充高剂量β-果聚糖可能存在风险，但这并不代表患者应避免所有纤维食物。研究者指出天然食物（如适量大蒜、香蕉）中的低剂量β-果聚糖仍可能有益。

由于个体肠道菌群异质性较强，即使同一种疾病，饮食禁忌仍可能不同。建议患者准确记录自己的饮食“黑名单”（服用后会明显导致不适的食物）。基于微生物功能的个性化饮食方案可能成为未来疾病管理的重要方向。

引证本文

Tollenaar SL, Khorasaniha R, Jovel J, Ba I, Voisin A, Miller R, et al. Reduced fibre-fermenting capacity of gut microbes in multiple sclerosis may result in prebiotic dietary fibre β-fructan promoting inflammation and CNS damage. eGastroenterology. 2026;4:e100296. 

https://egastroenterology.bmj.com/content/4/1/e100296