膳食指南推荐成年人每天需要摄入25g～38g膳食纤维，但工业化国家居民日常摄入的膳食纤维远少于此。医生和营养学家已经呼吁了几十年，倡议人们增加膳食纤维摄入来预防各种疾病。膳食纤维促进人体健康的机制是多方面的，其中一条是维持人体肠道菌群的稳定。美国斯坦福大学医学院的Erica D. Sonnenburg等人研究发现，膳食纤维缺乏会引起肠道微生物的多样性减少，而且影响肠道菌群在两代人之间的传播。一旦后代的肠道菌群受到影响，补充膳食纤维也无济于事。

食品标签中的“纤维”含量是一类总称，包含几十种不同的分子，以复杂的碳水化合物为主，但人类的基因仅能编码十种左右的消化酶来消化复杂的碳水化合物。从理论上说，构成膳食纤维的多聚分子是不能被人体分泌的消化酶破坏的。然而，这些膳食纤维并没有作为粪便直接排出体外，因为栖居在人体肠道中的各种各样的微生物产生了成千上万的酶，特异性消化了这些膳食纤维。个别细菌甚至能产生三百多种消化膳食纤维的酶。这些微生物把膳食纤维中的糖类发酵成短链脂肪酸，为小肠细胞提供能量，促进全身生理功能的正常运转，帮助人体形成正常的免疫应答。

人体内的肠道微生物有上千种，但每个人的肠道微生物种类都不完全一样。一个人出生时从父母和环境暴露中得到的微生物种类决定了他成年后的肠道微生物组成。人体肠道中的许多微生物都具有个体特异性，只有在这些个体中代代相传才能避免灭绝。

Sonnenburg等人提出了一个问题：长期缺乏膳食纤维会给肠道微生物造成什么影响？研究人员将人类粪便标本中的微生物克隆到无菌小鼠的肠道中，然后分别用高纤维饲料和低纤维饲料饲养小鼠。几周后，低纤维组的小鼠肠道菌群种类减少，而高纤维组的小鼠肠道菌群仍然丰富多样。让低纤维素组的小鼠恢复正常饮食几周后，有些小鼠的肠道微生物恢复到初始水平，有些则变化不大，提示饮食中长期缺乏膳食纤维可对肠道微生物产生持续性的不良影响，即使用饮食干预也难以凑效。

随后，研究人员探索了膳食纤维对子代小鼠肠道微生物的影响。先把人体肠道微生物克隆到无菌小鼠肠道内，再分别用高纤维饲料和低纤维饲料饲养小鼠，等小鼠繁殖三代后观察各组小鼠肠道内的微生物变化。结果显示，低纤维组子代小鼠的肠道微生物种类明显减少，不管这些子代小鼠用低纤维饲料还是高纤维饲料饲养，都不能改变它们的肠道微生物种类减少的事实。而且，低纤维组的肠道微生物种类减少的情况一代比一代严重。低纤维组第四代小鼠肠道微生物的基因组分析显示，几种纤维降解酶家族的种类和数量都减少了，但不清楚这些酶的纤维降解能力是否也下降了。

为评估饮食调理是否可以增加肠道菌群的多样性，研究人员从低纤维组的每代小鼠中都挑了几只用高纤维饲料饲养，发现每代小鼠的肠道菌群并无好转。但是，将高纤维组的小鼠粪便移植给低纤维组小鼠后，低纤维组小鼠的肠道微生物绝大部分都恢复了正常。

越来越多的研究显示，社会饮食习惯会影响人类的肠道菌群。如果人们的饮食加工少、纤维含量高，那么肠道微生物的种类就会更加丰富。相比之下，工业化国家的人们饮食更为精细，肠道微生物的种类也就更少。在历史的长河中，人类和共生菌共同进化，这些共生菌帮助人类消化了大部分复杂的碳水化合物，功不可没。然而，在物质文明高度发达的今天，共生菌的功能可能已在部分人群中不幸丧失。面对未来，我们可能会从益生菌配方中找到安慰，借助那些没有受到低纤维饮食影响的人群或动物来重建人类肠道微生物的核心功能。

在流行的饮食文化中，碳水化合物常常成为众矢之的，主要是由于西方饮食中大量的葡萄糖和果糖让人们很容易摄入过多的热量。然而，广泛存在于蔬果、全谷和各种其他来源食物中的复杂碳水化合物却值得大量摄入。2015年问世的通俗读本《好肠道》（The Good Gut）由负责本研究的两位作者合作完成，上面详细记载了饮食、微生物与健康相互作用的渊源，而且公布了很多高纤维食谱，非常难得。今天，你可能只是在午餐时选了一份沙拉，或者在晚餐时多点了一份豆子，看似小事一桩，却为子孙后代做了一件大好事。

(作者：包丽霞、邱梅)

参考文献：Nature 2016;14:529:158-159