饮食对肠道噬菌体组的影响

饮食作为肠道微生物组功能的重要影响因素，不仅关系到健康，也与疾病的发生发展密切相关。尽管细菌微生物组在疾病中的作用已被广泛研究，但与之相关的肠道噬菌体组——生活在我们细菌微生物组中和内部的噬菌体——却较少被了解。本文综述了当前对饮食如何影响肠道噬菌体组的理解。

噬菌体（phages），即感染细菌的病毒，对它们所匹配细菌的功能和稳态至关重要。噬菌体具有多种生命周期，包括裂解型、溶源型、伪裂解型和慢性型，能够动态调节细菌群体以响应包括饮食在内的环境刺激。传统观点认为细菌宿主对噬菌体具有特异性，但近期发现具有广泛宿主特异性的噬菌体挑战了这一前提。噬菌体在陆地和海洋环境中无处不在，它们的数量远超其细菌宿主，并通过捕食性相互作用推动微生物生态学。与环境噬菌体相比，健康肠道中的噬菌体主要是前噬菌体，存在于细菌宿主内部而不发生裂解。

1.  外部刺激对噬菌体的激活

在肠道内，大多数噬菌体以溶源型或伪溶源型状态存在。然而，多种外部刺激能够触发从溶源型/伪溶源型生命周期到裂解型生命周期的转变。这种转变使得外部或“自由”噬菌体不仅能够影响细菌数量的变化，还能够调节哺乳动物细胞反应，包括内皮细胞或免疫细胞。能够诱导前噬菌体的外部刺激包括饮食变化、细菌微生物组中的可溶性代谢产物，或环境触发因素如氧气。

2.  饮食对肠道噬菌体组的影响

饮食变化对肠道微生物生态学有快速而强大的影响。饮食提供了肠道微生物所需的碳源、蛋白质和生长限制性微量营养素。这些营养素直接影响哪些微生物群体获得竞争优势，并间接影响代谢物和群体感应分子的浓度，从而决定了噬菌体的宿主群体，并可能抑制或触发前噬菌体的激活。因此，对于每一次饮食变化，噬菌体组可能通过两种方式调节微生物组的微生物成分：(1) 饮食转变导致微生物群体变化，进而导致噬菌体群体的可观察变化；(2) 饮食变化导致噬菌体群体变化，无论是通过前噬菌体的诱导还是某些噬菌体活性的激活/抑制，这种噬菌体组直接影响细菌微生物组成分。

3.  总结

通过饮食干预调节人类噬菌体组的可能性仍然是一个引人入胜的治疗选择。在体内研究已经表明，噬菌体群体的扩张与健康相关，并且噬菌体组的变化与失调同时发生。因此，研究能够刺激与健康噬菌体组相关的噬菌体群体增加的饮食元素，并转化这些体外结果，可能为多种疾病提供有希望的治疗选择。

参考来源：Howard A, Carroll-Portillo A, Alcock J, Lin HC. Dietary Effects on the Gut Phageome. Int J Mol Sci. 2024 Aug 9;25(16):8690. doi: 10.3390/ijms25168690