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饮食可塑造肠道菌群组成1，然而，不同食物类别对菌群动态的具体影响尚不明确，尤其是在极端扰动条件下。本研究通过精确追踪173名因造血干细胞移植（haematopoietic cell transplantation, HCT）住院患者所消费的9,419餐次，并分
饮食可塑造肠道菌群组成1，然而，不同食物类别对菌群动态的具体影响尚不明确，尤其是在极端扰动条件下。本研究通过精确追踪173名因造血干细胞移植（haematopoietic cell transplantation, HCT）住院患者所消费的9,419餐次，并分析随后的菌群变化，评估了饮食与肠道菌群动态之间的关系。研究人员对158名具有配对纵向菌群样本的患者数据应用贝叶斯推断（Bayesian inference），结果显示，抗生素暴露期间摄入甜食和糖类可预测更严重的菌群失调，表现为α多样性（α-diversity）降低以及条件致病菌肠球菌属（Enterococcus）的显著扩增。小鼠实验同样表明，蔗糖补充可增强并延长抗生素诱导的肠球菌扩增。上述数据提示，抗生素治疗期间避免富含简单糖类的饮食或可减轻菌群破坏。未来在独立队列中的进一步研究将有助于推广这些发现，并评估保护菌群的干预措施。
研究背景与科学问题
肠道菌群在宿主代谢与免疫调控中发挥关键作用，菌群组成的紊乱与多种疾病状态密切相关。尽管饮食被公认为菌群组成的主要决定因素，但既往人类研究多局限于小规模膳食干预试验，或针对菌群处于稳定状态的健康志愿者，而严重扰动情境——如急性疾病或强化医疗处理期间——的饮食-菌群互作关系尚缺乏系统认识。现有研究多依赖回顾性膳食调查，其精确性存在固有局限，且时间尺度多为数月甚至更长，难以捕捉饮食与菌群的即时动态关联。因此，在真实疾病与治疗条件下，精确解析人类饮食-菌群互作机制是该领域亟待填补的空白。
异基因造血干细胞移植（allogeneic haematopoietic cell transplantation, allo-HCT）患者通常住院数周，期间接受化疗并频繁使用抗生素，其营养摄入发生显著变化，同时经历严重的菌群扰动，包括α多样性丧失及兼性厌氧菌（以肠球菌为主）的扩增，这些变化与包括死亡在内的不良临床结局相关。住院期间的高频粪便采集与高精度膳食记录为运用因果推断方法研究饮食-菌群关系提供了独特契机。研究人员据此假设营养因素参与菌群动态调控，并系统评估了饮食摄入与菌群组成的量化关联。
研究设计与核心发现
研究人员对2017至2022年间纽约纪念斯隆凯特琳癌症中心（Memorial Sloan Kettering Cancer Center）收治的173名allo-HCT成人患者展开前瞻性队列研究，记录其住院期间9,419餐次的精确食物摄入量，并采集1,009份可评估粪便样本进行16S rRNA基因测序（来自158名患者）。饮食数据依据食物与营养研究数据库（Food and Nutrient Database for Dietary Studies, FNDDS）分类体系进行编码，构建涵盖622种食物项目的层级化食物树，并运用生态学指标（如Faith系统发育距离）量化膳食α多样性。研究人员开发了贝叶斯多水平模型（Bayesian multilevel model），将预处理方案强度、营养支持事件（肠外营养和肠内营养）、抗生素暴露及饮食摄入作为固定效应预测因子，并纳入饮食与广谱抗生素暴露的交互项，同时设置患者个体和住院周数的随机截距以校正重复测量与时间趋势。
研究发现，广谱抗生素暴露前2天内摄入归类为"糖、甜食和饮料"（简称甜食）的食物，与粪便菌群α多样性最大幅度的饮食相关下降显著关联：每增加100克（脱水重量）甜食摄入，模型预测α多样性额外降低24.1%（95%可信区间7.7%–38.1%）。以宏量营养素独立编码饮食数据进行的验证分析确认了抗生素与糖摄入交互项对低α多样性的显著预测作用（每100克糖额外降低20.6%）。未经调整的原始数据同样显示，在抗生素暴露样本中，甜食摄入量与α多样性呈显著负相关（Spearman ρ=?0.195, P=3.7×10?5），而未经抗生素暴露时无此关联。敏感性分析排除了肠内/肠外营养、确诊感染治疗、严重黏膜炎等潜在混杂因素后结论依然稳健。
在菌群组成层面，抗生素暴露期间每增加100克甜食摄入，与屎肠球菌（Enterococcus faecium）中心化对数比（centred log ratio, CLR）转化丰度增加0.89单位（95%可信区间0.22–1.58）显著相关。临床结局分析显示，在糖摄入高于中位数的患者中，广谱抗生素暴露每增加一天与死亡风险升高12%相关（HR=1.12, P=0.027），而低糖摄入组无此关联（HR=1.07, P=0.23）；基于潜在轨迹类别分析（latent trajectory class analysis）划分的饮食模式聚类亦得到一致结果。
实验验证与机制探索
为验证临床观察所提出的因果假说，研究人员建立C57BL/6小鼠模型，通过单次皮下注射碳青霉烯类抗生素比阿培南（biapenem）诱导菌群扰动。结果显示，标准饮食补充蔗糖可使抗生素诱导的肠球菌扩增在第3天增强16.3倍（P=0.048）、第6天增强33.4倍（P=0.001），且单独蔗糖处理在无抗生素时不改变肠球菌载量。蔗糖效应在无纤维饮食中依然存在，表明其作用独立于膳食纤维；蔗糖的单糖组分及混合水果泥亦可单独增强抗生素诱导的肠球菌扩增。在无菌小鼠中，蔗糖补充对粪肠球菌（Enterococcus faecalis）单菌定植动力学无显著影响（P=0.7），提示该效应依赖于抗生素扰动后的复杂菌群环境。蔗糖同样延长了骨髓移植小鼠中抗生素诱导的肠球菌扩增。
研究结论与意义
该研究基于真实世界患者数据，首次在allo-HCT人群中以高分辨率膳食记录结合纵向菌群分析，揭示抗生素暴露期间摄入富含糖类食物可预测菌群失调——表现为α多样性降低和肠球菌扩增——并在小鼠模型中验证了蔗糖对抗生素诱导肠球菌扩增的增强与延长效应。研究将抗生素诱导菌群扰动的膳食决定因素从既往已知的膳食纤维扩展至简单糖类，为理解非稳态条件下的菌群动态提供了新视角。在临床实践层面，研究提示抗生素治疗期间短期限制糖摄入或可作为减轻菌群损伤的可调控干预策略，尤其为HCT患者及各类抗生素治疗人群的菌群保护性干预设计提供了理论依据。未来需在独立队列中开展前瞻性试验，以验证相应饮食调控能否改善临床结局。
