高蔗糖饮食通过重塑肠道微生态促进艰难梭菌无症状定植及感染恶化的机制研究

《Gut Microbes》：A sucrose-rich diet promotesClostridioides difficilecarriage without prior antibiotics and significantly exacerbates both acute disease and long-term colonization

本研究揭示了高蔗糖饮食（HSD）在无抗生素干预下即可破坏肠道定植抗力（Colonization Resistance），通过诱导微生物群失调（dysbiosis）和代谢组重塑，显著加剧艰难梭菌（Clostridioides difficile, C. difficile）感染（CDI）严重程度并促进长期无症状携带。该发现为理解社区获得性CDI的发病机制提供了新的饮食风险视角，并建立了首个饮食诱导的无抗生素预处理无症状携带模型，具有重要的公共卫生意义。

　　

引言

艰难梭菌（Clostridioides difficile）是一种革兰阳性厌氧芽孢杆菌，是美国医疗保健相关感染性腹泻的主要病原体。尽管由于抗生素管理策略和感染控制的改进，医院内获得性感染率有所下降，但社区获得性艰难梭菌感染（CDI）和无症状携带的发病率正在上升。值得注意的是，高达15%的健康成年人和50%的老年人群可检测到艰难梭菌定植。抗生素暴露仍然是CDI最明确的危险因素，但健康个体发生无症状携带的机制尚不清楚。目前，所有已建立的CDI动物模型都需要抗生素预处理以促进定植，尚无在无抗生素条件下模拟无症状携带的模型。

现代西方饮食以高摄入精制糖和脂肪为特征，已知会促进肠道炎症和微生物群失调。美国人平均每天消耗超过100克的添加糖，远高于推荐限值。先前研究表明，饮食成分可以调节CDI的严重程度。在小鼠模型中，高蛋白和高脂肪饮食会加剧CDI，而富含纤维的饮食通过增强微生物群衍生代谢物的产生来提供保护。特定的糖类，如海藻糖、山梨醇、葡萄糖和果糖，已被证实与促进艰难梭菌毒力、孢子产生和定植有关。一项研究发现，高碳水化合物饮食（包含43.5%的玉米淀粉、14.4%的麦芽糊精和11.0%的蔗糖）对严重疾病具有保护作用，但小鼠却成为了艰难梭菌的长期无症状携带者，这表明高碳水化合物摄入可能创造了一个有利于定植的肠道环境。

艰难梭菌是一种碳水化合物通才，能够通过磷酸转移酶系统代谢多种单糖。然而，艰难梭菌不能直接代谢蔗糖。本研究旨在探讨高蔗糖饮食（HSD）对小鼠模型中艰难梭菌定植、疾病严重程度以及微生物组-代谢组动力学的影响。

高蔗糖饮食加剧CDI严重程度并损害清除能力

富含简单糖的饮食会促进肠道炎症和微生物群失调，这些条件有利于肠道病原体的增殖。尽管蔗糖是全球消费最广泛的糖，但艰难梭菌不能直接代谢它。因此，本研究调查了高蔗糖消耗的间接影响是否会影响艰难梭菌感染和携带。

为了评估膳食蔗糖的影响，小鼠在感染前被随意喂食对照饮食或高蔗糖饮食（HSD）两周。两种饮食的热量大致相等，能量密度分别为4.17 kcal/g（对照）和4.0 kcal/g（蔗糖），差异小于5%，并且含有相当的宏量营养素组成。尽管总体体重增加没有显著差异，但高蔗糖饮食小鼠的体重变异性显著更大。喂食高蔗糖饮食的小鼠粪便脂钙蛋白-2（Lipocalin-2）水平升高，肠道通透性增加，这与基础炎症水平升高和上皮屏障完整性受损一致。

为了评估膳食蔗糖对CDI病程的影响，研究人员建立了一个包含急性疾病、艰难梭菌清除、饮食转换效应和疾病复发的模型。小鼠预先喂食对照或高蔗糖饮食两周，然后单次腹腔注射克林霉素，并口服攻击10⁵个艰难梭菌CD2015孢子。在对照饮食喂养的小鼠中，艰难梭菌在感染后第18天被清除到检测限以下。相比之下，高蔗糖饮食小鼠维持较高的细菌载量。为了确定升高的载量是否由于孢子与营养细胞比例的变化，研究人员使用线性混合模型检查了感染最初10天的情况，在此期间两组均排出艰难梭菌。孢子的比例并未因饮食而显著改变，表明持续存在并非由于孢子形成动力学的变化。

高蔗糖饮食小鼠在感染后第4至第6天表现出更显著的体重减轻。两组之间最大体重减轻的时间也存在延迟。高蔗糖饮食小鼠的体重减轻峰值出现较晚且更严重。临床评分在高蔗糖饮食组从第4天到第8天显著升高。与体重减轻类似，临床评分在高蔗糖饮食组出现峰值较晚且更严重，并且曲线下面积（AUC）测量的累积疾病负担也显著更高。经抗生素处理但未感染的小鼠没有出现疾病迹象。

高蔗糖饮食小鼠在感染后第1、3和7天的粪便毒素水平显著更高，这可能导致了观察到的疾病严重程度增加。管腔内脂钙蛋白-2水平在基线时即升高，并且在急性感染期全程在高蔗糖饮食小鼠中保持显著较高水平。到感染后第33天，两组的炎症均已消退；然而，高蔗糖饮食组的基础脂钙蛋白-2水平仍然较高，表明存在持续的低度炎症。这些结果共同证明，高蔗糖饮食增强了急性艰难梭菌感染的严重程度。

为了确定在高蔗糖饮食小鼠中观察到的持续艰难梭菌携带是否可逆，研究人员在感染后第33天进行了饮食交叉实验。先前喂食高蔗糖饮食并转换为对照饲料的小鼠在整个39天的饮食转换期间维持了显著的艰难梭菌载量。同样，持续喂食高蔗糖饮食的小鼠也持续携带高细菌载量。

所有在整个初始感染期间喂食对照饮食的小鼠在感染后第18天（切换饮食前15天）将艰难梭菌清除到检测限以下。值得注意的是，当这些小鼠在第33天转换为高蔗糖饮食后，艰难梭菌在五天内重新出现并超过检测限，并在整个期间维持平均载量。这种 resurgence 发生时没有显著的体重减轻。这些发现表明，高蔗糖饮食创造了一个允许的肠道环境，支持艰难梭菌的扩张和定植，而无需额外的抗生素扰动。

复发性CDI（rCDI）在全球10%–20%的患者中发生。为了评估饮食对复发性艰难梭菌感染的影响，小鼠在初始感染后第72天被给予第二剂腹腔注射克林霉素。在实验期间任何时间点消耗过高蔗糖饮食的小鼠，在抗生素再次暴露后表现出艰难梭菌载量的显著增加。相比之下，持续仅喂食对照饮食的小鼠保持在检测限以下，并且没有显示复发的迹象。

尽管在复发期间各组之间的体重减轻没有显著差异，但从对照饮食转换为高蔗糖饮食的小鼠临床评分显著升高。这些发现表明，先前或持续消耗高蔗糖饮食会使宿主对复发敏感，即使没有明显的体重减轻，并且饮食背景在决定抗生素再次暴露的结果中起作用。

膳食纤维不足以克服高蔗糖饮食的影响

短链脂肪酸（SCFA）的增加，无论是通过消耗可溶性膳食纤维还是外源性补充丁酸盐，已被证明能在小鼠模型中减轻CDI。为了测试膳食纤维是否能减轻高蔗糖饮食的不利影响，研究人员给小鼠补充菊粉或聚葡萄糖（在饮用水中随意饮用，浓度为5 mg mL^?1），并对其进行CDI模型攻击。尽管补充了纤维，喂食高蔗糖饮食的小鼠与对照饮食喂养的小鼠相比，表现出显著更大的体重减轻、更高的临床评分和持续的艰难梭菌载量。高蔗糖饮食组和高蔗糖饮食加纤维补充组之间没有观察到显著差异。

接下来，研究人员评估了可溶性纤维是否改变了管腔毒素水平。在感染后第1天，各组之间的毒素浓度没有显著差异。然而，到第3天，所有高蔗糖饮食组都表现出显著升高的毒素水平，菊粉和聚葡萄糖补充均导致毒素水平高于单独的高蔗糖饮食。在后期时间点（第7天和第14天），两个纤维补充组的毒素水平与未补充的高蔗糖饮食小鼠相比显著降低。然而，尽管临床疾病已消退，但在第14天，所有高蔗糖饮食组的毒素水平仍然显著高于对照组。

高蔗糖饮食显著改变肠道微生物组

由稳态微生物群提供的定植抗力是抵抗CDI的主要屏障。由于宿主饮食是决定肠道微生物组组成的关键因素，研究人员使用16S rDNA测序监测了因饮食和感染引起的变化。

高蔗糖饮食显著改变肠道微生物多样性

为了评估饮食对微生物多样性的影响，研究人员测量了饮食干预前后细菌的丰度和组成。基线时香农α多样性没有显著差异。喂食高蔗糖饮食的小鼠在整个仅饮食期和感染期表现出α多样性的显著降低。在模拟感染的对照组中也观察到类似的趋势，其微生物丰富度也显著降低。高蔗糖饮食喂养的小鼠在两周后绝对细菌丰度较低，尽管这种差异未达到统计学显著性。

在感染后第33天进行饮食转换部分逆转了这些效应。从对照饮食转换为高蔗糖饮食的小鼠到第60天时α多样性显著降低，而从高蔗糖饮食转换为对照饮食的小鼠则表现出部分恢复。然而，如前所示，这种多样性的恢复不足以降低艰难梭菌载量。

使用Bray-Curtis相异性和主坐标分析（PCoA）进行的β多样性分析显示，在所有时间点，无论是感染还是模拟感染的小鼠，饮食组之间都存在一致的分离。置换多元方差分析（PERMANOVA）证实，高蔗糖饮食是群落结构的显著决定因素，表明消耗高蔗糖饮食诱导了肠道微生物群组成的独特且持久的转变。抗生素给药后，组内样本出现分散。进一步分析表明，这种分离是由于三个独立实验之一的样本聚集在一起造成的。

高蔗糖饮食消耗保护性类群并富集潜在促进艰难梭菌的类群

鉴于微生物组数据中差异丰度检验缺乏普遍接受的方法，研究人员采用多方法途径来识别受饮食显著影响的类群。具体来说，应用了四种独立的统计框架：经过错误发现率（FDR）多重比较校正的Wilcoxon检验、微生物组多变量线性模型（MaAsLin 2）、使用β二项分布的相关观测计数回归（Corncob）以及经过TMM标准化的Limma-Voom。只有被所有四种方法共同鉴定出的属才被认为是显著改变的。

使用这种严格的共识方法，研究人员在感染前鉴定出21个受高蔗糖饮食显著影响的属。高蔗糖饮食喂养的小鼠表现出与定植抗力相关的属显著减少，包括乳酸菌（Lactobacillus）、另枝菌（Alistipes）、毛螺菌科（Muribaculaceae）、双歧杆菌（Bifidobacterium）和Turicibacter。相比之下，阿克曼菌（Akkermansia）的丰度经历了显著且大幅的增加。

克林霉素治疗后，差异丰度属的数量减少，表明抗生素暴露暂时同质化了微生物群落。然而，在感染后恢复期，高蔗糖饮食小鼠中有19个属发生显著改变。许多感染前的改变持续存在，包括另枝菌、毛螺菌科和Turicibacter的减少，以及阿克曼菌的持续富集。

此外，在抗生素治疗后（感染后第0天），毛螺菌科（Lachnospiraceae）在高蔗糖饮食小鼠中显著耗竭，并且这种耗竭在感染后持续存在。与对照小鼠相比，感染后肠球菌（Enterococcus）在高蔗糖饮食小鼠中高度富集。

为了区分饮食和抗生素的影响与CDI本身的影响，研究人员在相同条件下对未感染小鼠进行了分析。只有高蔗糖饮食小鼠在抗生素治疗后表现出肠球菌的暴发性增长，表明高蔗糖饮食和抗生素都是驱动这种扩张所必需的。

高蔗糖饮食创造独特的肠道代谢组

为了研究高蔗糖饮食如何改变肠道代谢环境，研究人员对感染前后收集的粪便样本进行了非靶向代谢组学分析。主成分分析显示，在感染前和感染后两个时间点，对照和高蔗糖饮食小鼠的代谢物组成存在显著差异，表明高蔗糖饮食的消耗诱导了肠道代谢组的独特且持久的转变。此外，虽然对照饮食小鼠的代谢谱在感染后恢复到基线，但高蔗糖饮食小鼠感染后的代谢组与基线相比是独特的，这可能是由于持续的艰难梭菌定植。

高蔗糖饮食改变氨基酸代谢以支持艰难梭菌生长

Stickland代谢，特别是脯氨酸还原，是艰难梭菌中关键的产能途径。在感染前，对照饮食喂养的小鼠表现出显著更高水平的5-氨基戊酸（5-AV），这是脯氨酸Stickland发酵的副产物。测序数据显示，对照饮食小鼠中Stickland发酵菌严格梭菌（Clostridium sensu stricto）的丰度显著更高。感染后，与对照饮食小鼠相比，高蔗糖饮食小鼠的5-AV水平显著升高。

高蔗糖饮食小鼠的精氨酸和色氨酸水平升高。肠道中的色氨酸代谢通过三种途径之一进行。犬尿氨酸和血清素途径代表了宿主衍生的色氨酸代谢途径，而肠道微生物群的成员将游离色氨酸代谢成各种吲哚衍生物。犬尿喹啉酸（Kynurenic acid），一种参与免疫调节的宿主衍生色氨酸代谢物，在高蔗糖饮食小鼠感染后显著减少。5-羟基吲哚-3-乙酸（5-HIAA），宿主衍生血清素途径的代谢物，在高蔗糖饮食小鼠感染前后均显著减少。相比之下，色氨酸代谢途径的两个微生物衍生吲哚衍生物，吲哚丙烯酸（IA）和吲哚-3-乙酸（IAA），在高蔗糖饮食小鼠感染后显著富集。

这些发现共同表明，高蔗糖饮食以可能有利于艰难梭菌的方式重塑了肠道代谢组。

高蔗糖饮食小鼠在没有抗生素暴露的情况下对艰难梭菌孢子萌发和携带易感

鉴于在高蔗糖饮食小鼠中观察到的持续定植，研究人员假设高蔗糖饮食可能创造一个允许艰难梭菌萌发和定植的肠道环境，即使在没有抗生素诱导的菌群失调的情况下。

为了验证这一点，研究人员使用来自未接受过抗生素的对照和高蔗糖饮食小鼠的无菌盲肠上清液进行了体外萌发试验。与对照小鼠的上清液相比，在高蔗糖饮食小鼠的上清液中萌发的艰难梭菌孢子数量显著更多，表明高蔗糖饮食诱导的肠道代谢组变化促进了孢子萌发。

初级胆汁酸是强烈的孢子萌发因子，研究人员检查了代谢组学数据中胆汁酸组成的变化。虽然检测到几种胆汁酸物种，包括次级胆汁酸衍生物7-酮脱氧胆酸（在高蔗糖饮食小鼠中升高），但所使用的提取方案并未针对胆汁酸回收进行优化。因此，虽然这些发现提示胆汁酸代谢可能存在变化，但并未将其作为机制解释的基础。

接下来，研究人员评估了这些效应是否在体内得到转化。小鼠被喂食对照饮食、高蔗糖饮食或补充了蔗糖饮用水（110 mg/mL，模拟含糖饮料消耗）的对照饮食19天，然后在没有预先抗生素处理的情况下攻击10⁸个艰难梭菌孢子。与高蔗糖饮食小鼠相反，饮用水中补充蔗糖的小鼠在补充两周后绝对细菌丰度显著增加。尽管没有使用抗生素，高蔗糖饮食小鼠被定植并在感染后大约一周内维持可检测的艰难梭菌载量。接受蔗糖饮用水的小鼠表现出短暂的定植，而对照小鼠则未被定植。在此期间，任何组均未观察到临床症状或体重减轻。

在感染后第11天，所有小鼠接受单剂量的克林霉素。这触发了高蔗糖饮食组和蔗糖水组中艰难梭菌的快速大量生长，但对照饮食喂养的小鼠则没有。大量生长伴随着高蔗糖饮食组显著的体重减轻和临床评分升高，证实了从无症状携带到症状性CDI的进展。这些研究共同显示了蔗糖消耗的特定效应，而非其他饮食成分的贡献。

为了研究蔗糖消耗对微生物群的具体影响，研究人员对小鼠在随意饮用蔗糖水14天前后的粪便样本进行了测序。尽管消耗的是高纤维、营养全面的对照饮食，但饮用蔗糖水的小鼠表现出许多在高蔗糖饮食小鼠中观察到的微生物群变化。单独蔗糖消耗导致另枝菌、乳酸菌、梭菌和Turicibacter丰度显著减少，同时阿克曼菌丰度相应增加。研究人员还观察到拟杆菌目（Bacteroidales）大幅减少和Allobaculum显著增加，后者与阿克曼菌一样，是一种肠道粘蛋白降解菌。

这些发现表明，高蔗糖饮食足以在无抗生素条件下允许艰难梭菌定植，并且这种定植在抗生素暴露后可转变为暴发性疾病。

讨论

艰难梭菌入侵宿主微生物群并引起疾病的能力高度依赖于定植抗力，即常驻肠道微生物群 collectively 防止病原体建立和扩张的能力。定植抗力通过微生物对营养和生态位的竞争、产生抑制性代谢物（如短链脂肪酸和次级胆汁酸）、维持上皮屏障完整性以及调节宿主免疫反应等多种机制维持。这些保护机制的破坏为艰难梭菌定植和毒素介导的疾病创造了一个允许的生态位。虽然广谱抗生素的使用是定植抗力最明确和最有效的破坏因素，但其他因素，包括饮食扰动，也能以改变肠道病原体易感性的方式损害这一屏障。

在人群中，无症状携带个体的微生物组富含蔗糖降解途径，并且增加的碳代谢基因与复发性CDI相关，这可能反映了这些群体中较高的膳食糖摄入量。

检查精制碳水化合物对CDI影响的研究得出了相互矛盾的结果。一项研究报告称，喂食富含碳水化合物饮食的小鼠仅出现轻微疾病，并且相对于高脂肪/高蛋白饮食的小鼠受到保护。有趣的是，这种高碳水化合物饮食与持续定植相关，这也是我们观察到的表型。其他研究同样报告了在高碳水化合物喂养背景下长期的菌群失调和延迟的疾病发作。Hryckowian等人（2018）证明，缺乏可溶性纤维但富含简单糖的饮食促进了持续的艰难梭菌携带，这种表型可通过补充菊粉逆转。这个模型更接近我们的发现，尽管在我们的实验中补充菊粉或聚葡萄糖均未能恢复定植抗力。这些差异可能反映了动物模型、微生物群落或特定饮食成分的不同。

尽管蔗糖不能被艰难梭菌直接代谢，研究人员观察到了高蔗糖饮食对艰难梭菌致病性的显著影响。一个需要注意的点是，小鼠和人类一样，拥有刷状缘蔗糖酶，它可以在肠道刷状缘切开蔗糖的糖苷键，释放葡萄糖和果糖，使产生的单糖能够被肠上皮细胞吸收并被其他微生物代谢。在常规CDI模型中，高蔗糖饮食小鼠表现出恶化的疾病严重程度，其特征是体重减轻增加、临床评分升高、毒素负荷更高和炎症延长。与在18天内清除艰难梭菌的对照饮食喂养小鼠不同，高蔗糖饮食小鼠维持高细菌载量超过70天。值得注意的是，这种表型在转换为对照饮食后并未逆转。相反，从对照饮食转换为高蔗糖饮食足以在没有抗生素的情况下诱导艰难梭菌大量生长。据我们所知，这是首次报道饮食诱导的艰难梭菌扩张，这一发现可能对理解和管理复发性CDI具有重要意义。

喂食高蔗糖饮食的组在临床疾病消退后仍表现出比对照组显著更高的毒素水平。几种因素可能解释这种矛盾的结果，包括适应性免疫反应和产生干扰毒素的代谢物。抗体IgA和IgG可以通过在粘膜肠道表面局部和更广泛地中和毒素来减轻毒素诱导的损伤。然而，感染后14天可能对于产生大量特异性抗体而言为时过早。胆汁酸也可以直接结合并中和TcdB毒素，次级胆汁酸比其初级胆汁酸前体更有效。此外，虽然短链脂肪酸丁酸盐可以增强初始毒素产生，但它也促进上皮屏障完整性和免疫调节，从而可以间接抑制毒素介导的损伤。来自补充可溶性纤维的高蔗糖饮食小鼠的数据支持这一假设。尽管补充最初增加了毒素产生，但在后期时间点毒素减少，可能是由于发酵成短链脂肪酸，包括丁酸盐。尽管毒素水平下降，但在高蔗糖饮食背景下，纤维补充并未恢复定植抗力或降低艰难梭菌载量。需要进一步研究以阐明毒素负荷和临床症状在此背景下的相对贡献。

高蔗糖饮食以似乎有利于艰难梭菌持续存在的方式重塑了肠道微生物群和代谢组。与先前研究一致，高蔗糖饮食导致微生物多样性减少和保护性类群耗竭，如乳酸菌、双歧杆菌、另枝菌和毛螺菌科。这些类群通过竞争性排斥、细菌素和短链脂肪酸产生以及营养竞争来抑制艰难梭菌。在抗生素给药后，以及在整个活动性疾病和恢复期，Turicibacter和毛螺菌科在高蔗糖饮食小鼠中显著减少。Turicibacter丰度的减少与小鼠模型中CDI严重程度增加相关。在人类患者中，成功的粪便微生物移植（FMT）与毛螺菌科的富集相关，而CDI复发则与其耗竭相关。此外，在无菌小鼠中，单独定植毛螺菌科可赋予对CDI的保护作用。

同时，高蔗糖饮食小鼠表现出阿克曼菌和肠球菌的富集，这两种菌在人类CDI病例中经常升高。这些类群能够分别通过粘蛋白降解和可发酵氨基酸交叉喂养艰难梭菌。观察到的艰难梭菌交叉喂养菌的富集，以及保护性类群的耗竭，反映了人类CDI病例中报告的微生物组特征，并可能 underlie 在高蔗糖饮食小鼠中观察到的长期定植和无症状携带。

代谢组学分析进一步支持了有利于艰难梭菌的生态位的建立。在感染前，高蔗糖饮食小鼠的5-氨基戊酸（5-AV）水平降低，5-氨基戊酸是脯氨酸Stickland发酵的副产物，这可能表明与艰难梭菌竞争脯氨酸的共生菌丢失。为支持这一假设，研究人员观察到高蔗糖饮食小鼠中严格梭菌（Clostridium sensu stricto）的丢失，严格梭菌是已知的Stickland发酵菌属。感染后，高蔗糖饮食组的5-AV水平显著增加，这与艰难梭菌的脯氨酸代谢一致，艰难梭菌优先利用脯氨酸作为能源。此外，已知的艰难梭菌孢子共同萌发因子精氨酸的水平，以及艰难梭菌必需营养色氨酸的水平，在高蔗糖饮食小鼠感染后升高，但感染前没有，表明这些变化是由宿主和微生物代谢反应驱动的，而非饮食内容。

色氨酸可以通过宿主的犬尿氨酸和血清素途径代谢，后者主要通过肠道上皮中的肠嗜铬细胞进行。在高蔗糖饮食小鼠中，5-羟基吲哚乙酸（5-HIAA）（一种血清素分解代谢物）的水平在感染前后均显著降低。同时，犬尿喹啉酸（一种宿主衍生的免疫调节代谢物）在感染后显著减少，表明宿主色氨酸途径失调。这种失调可能解释了色氨酸水平升高。相反，微生物吲哚途径似乎上调，吲哚衍生物如吲哚-3-乙酸（IAA）和3-吲哚丙烯酸（IA）水平增加。吲哚在艰难梭菌感染患者的粪便中积聚，并可能通过抑制保护性共生菌的生长来促进艰难梭菌的持续存在。宿主驱动和微生物群驱动的色氨酸代谢之间的平衡可能在CDI背景下具有功能意义，因为犬尿喹啉酸产生缺陷的小鼠表现出加重的CDI症状。总的来说，这些转变可能损害宿主免疫调节并促进有利于艰难梭菌在肠道中定植和持续的微生物相互作用。

将孢子与来自高蔗糖饮食小鼠的无菌盲肠上清液一起孵育可有效诱导 robust 萌发，并且喂食高蔗糖饮食或补充蔗糖水的小鼠在没有预先抗生素暴露的情况下被定植。虽然最近在动物和体外模型中的研究表明胆汁酸对于CDI并非必需，但初级胆汁酸仍然是孢子萌发的强效因子。我们的代谢物提取侧重于靶向氨基酸和糖类而非胆汁酸，因此未能捕捉到这些生物分子的显著变化。然而，饮食变化可能影响胆汁酸的产生，微生物群的转变可以改变初级和次级胆汁酸池的组成。

膳食糖摄入在西方人群中仍然很高，这引发了关于其在塑造肠道微生物生态学和肠道病原体易感性中作用的重要问题。在本研究中，研究人员证明高蔗糖饮食深刻改变了宿主对艰难梭菌的易感性，损害了定植抗力，并在常规模型中实现了长期定植和感染的重新出现。值得注意的是，在富含纤维、营养全面的饮食背景下，饮用水中补充蔗糖（浓度与含糖饮料中的浓度相当）足以促进无症状携带，并在抗生素暴露后进展为疾病。该模型重现了从无症状携带到症状性感染的临床轨迹，并且据我们所知，代表了在无预先抗生素暴露条件下饮食诱导艰难梭菌定植的首次证明。因此，它为定植动力学和疾病进展的机制研究提供了一个有价值的平台。

有几个局限性需要考虑。我们主要模型中使用的高蔗糖饲料含有超过典型人类消耗水平的精制糖，这可能限制了直接的转化相关性。此外，对照和测试饮食在蔗糖含量之外的多种成分上存在差异，使直接比较复杂化。虽然使用确定的对照饮食可能看起来更可取，但最常用的配方（例如AIN-93M）本身富含简单碳水化合物且缺乏可溶性纤维，使其不适合作为精制糖摄入量研究的比较对象。此外，虽然我们观察到高蔗糖饮食小鼠粪便脂钙蛋白-2水平持续升高，但导致疾病严重程度增加的免疫学机制仍未明确。最后，本研究使用了单一艰难梭菌菌株；未来的工作应扩展到包括代表艰难梭菌全部代谢和毒力多样性的菌株，以更好地理解饮食因素如何与病原体异质性相互作用。

尽管存在这些局限性，我们的发现建立了一个新的饮食诱导艰难梭菌携带模型，并强调了饮食调节影响定植抗力的潜力。这些见解为未来的机制研究奠定了基础，并支持将饮食策略整合到CDI预防和管理框架中。