您的饮食可以改变您的免疫系统 — 方法如下

通过间歇性禁食重新启动您的免疫系统。通过植物性饮食帮助您的“好”细菌茁壮成长。早上喝咖啡：蘑菇茶可以增强您的抗癌防御能力。诸如此类的说法将健康、饮食和免疫力联系起来，轰炸着超市购物者，并充斥着新闻。

除了标题和产品标签之外，许多此类说法的科学依据通常基于有限的证据。部分原因是进行严格的研究以跟踪人们的饮食和饮食的影响是一项巨大的挑战。此外，动物和细胞研究结果与人类健康的相关性尚不清楚，有时为了商业利益而被夸大，从而助长了营养科学的怀疑。

然而，在过去五年左右的时间里，研究人员开发了营养免疫学的创新方法，有助于缩小这一可信度差距。例如，营养科学家传统上研究定义松散的地中海或西方饮食的长期影响，而今天他们可以使用工具放大狭隘食物组和特定饮食成分的短期影响（有益和有害），并探索支撑食物对免疫力影响的分子机制。

该领域开始吸引人们的关注和资金。4 月，《新英格兰医学杂志》推出了一系列关于营养、免疫和疾病的评论文章，1 月，美国卫生与公众服务部在华盛顿特区举行了首届 Food is Medicine 峰会，探讨了粮食不安全、饮食和慢性病之间的联系。

一些研究人员认为，现代饮食，尤其是西方世界的饮食，以破坏免疫弹性的方式扭曲了我们的免疫反应。更乐观的是，其他人表示，饮食还可以帮助治疗一系列健康问题，例如癌症和狼疮等慢性免疫疾病。

现在还为时过早，但该领域的许多科学家都充满希望。“我们正在更多地了解如何通过单一成分或食物成分的组合来调节您的免疫系统，”德国汉堡-埃彭多夫大学医学中心的免疫学家 Francesco Siracusa 说。作为一种潜在的疗法，他说，“过去五到六年个性化营养领域的蓬勃发展非常令人兴奋”。

纤维和脂肪

自希波克拉底以来，医生一直在探索饮食与健康之间的联系。1912 年，波兰生物化学家卡西米尔·芬克 （Casimir Funk） 提出，缺乏他称之为“维生素”的必需营养素会导致坏血病和佝偻病等疾病;后来对维生素的研究证实了它们在免疫中的作用。

在过去十年中，“组学”技术的普及，可以对细胞或组织中的基因和蛋白质等整套生物分子进行编目和分析，帮助研究人员解开不同饮食和饮食成分影响免疫系统的机制，从而影响健康。

许多实验室都对利用免疫系统来治疗当今最紧迫的健康问题之一：肥胖感兴趣。密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院的免疫学家史蒂文·范戴肯 （Steven Van Dyken） 一直在研究通常由过敏原和寄生虫触发的免疫反应，以了解它是否有助于调节新陈代谢。

他和其他人之前曾观察到一种叫做甲壳素的膳食纤维（在蘑菇、甲壳类动物和食用昆虫中含量丰富）如何激活这种被称为 2 型免疫力的免疫反应。Van Dyken 和他的团队想知道高几丁质饮食可能对新陈代谢有什么影响。

因此，他们用这种饮食喂养老鼠，并观察到它们的胃比正常饮食的老鼠的胃伸展得更多。拉伸激活了 2 型免疫力，进而触发了几丁质消化酶。但是阻止这种酶发挥作用有明显的好处：经过基因改造以至于它们无法产生这种酶的小鼠比正常小鼠在喂食甲壳素时体重增加更少，体脂更少，胰岛素敏感性更好¹.几丁质还引发胰高血糖素样肽-1 （GLP-1） 水平升高，GLP-1 是 Ozempic（索马鲁肽）和其他类似减肥药物模拟的激素，有助于抑制食欲。

调整几丁质、免疫力和健康之间的关系——例如，通过降低几丁质消化酶的水平——可以为抑制食欲药物等疗法的开发提供信息。“以前的研究表明，几丁质可能会激活类似的人类免疫反应，”Van Dyken 说。他说，使用几丁质和酶调整这些免疫反应可能“代表肥胖等代谢疾病的治疗靶点”。Van Dyken 是与使用甲壳素和酶治疗呼吸和代谢疾病相关的专利申请的发明人。

肥胖、免疫力和健康之间的联系并不止于此。银屑病是一种自身免疫性疾病，皮肤细胞积聚在干燥、鳞状斑块中，肥胖患者的发病率是非肥胖者的 2 到 3 倍。减肥已被证明可以改善银屑病症状。

佐治亚州亚特兰大埃默里大学医学院的免疫学家 Chaoran Li 想知道肥胖如何破坏皮肤的免疫系统。先前的研究表明，高脂肪饮食如何通过增加引起炎症的免疫细胞的激活来驱动牛皮癣。使用 RNA 测序，Li 和他的团队盘点了瘦小鼠的皮肤免疫细胞，并发现了一种通常可以控制引起银屑病的炎症的 T 细胞群.但是，当他们在高脂肪饮食的肥胖小鼠中寻找相同的细胞时，他们发现水平要低得多——同时银屑病炎症升高。通过搜索从银屑病患者身上提取的细胞研究数据，Li 还发现与小鼠相同的细胞被破坏。

尽管 Li 专注于所涉及的基本机制，但他希望他的工作将有助于改善对这种疾病的治疗。

盛宴与饥荒

如果暴饮暴食和肥胖以多种方式损害健康，那么放弃食物会产生相反的效果吗？免疫系统可能也在这里发挥关键作用吗？

越来越多的证据表明，禁食可以降低各种疾病的风险，包括高血压、动脉粥样硬化、糖尿病和哮喘，在某些情况下，还可以通过免疫系统降低。例如，禁食已被证明可以减少循环单核细胞的数量，单核细胞是保护身体免受外来入侵者的细胞，但这可能是几种自身免疫性疾病的标志.

一些研究人员认为，他们可以使用此类证据来治疗患有这些疾病的人，而无需他们减少进食。例如，位于合肥的中国科学技术大学的神经科学家程展（Cheng Zhan）想研究脑干中一组有助于调节免疫系统的神经元，看看纵它们是否能产生预期的效果。

在 1 月份发表的一篇论文中，詹和他的团队证明，这些神经元在小鼠中因禁食而被激活，它们会导致 T 细胞从血液、脾脏和淋巴结撤退到它们的中央储液库，即骨髓.Zhan 还使用了自身免疫性疾病多发性硬化症的小鼠模型来表明，这些神经元的持续激活显着缓解了瘫痪，防止了与疾病相关的体重减轻并提高了生存率。

詹说，诸如此类的发现可以使人们从禁食中获益——而不会真正挨饿。“这些神经元可以通过电刺激、小分子或其他活动来激活，”他说。

尽管在过去十年左右的时间里，支持禁食作为一种疗法的证据越来越多，但在某些情况下，减少卡路里可能会产生不利影响。例如，它可以减弱免疫反应。在去年发表的一项研究中，纽约市西奈山伊坎医学院的免疫学家菲利普·斯威斯基 （Filip Swirski） 和他的同事记录了空腹小鼠血液中循环的单核细胞减少了 90%，而这些细胞在产生它们的骨髓中增加了.

当小鼠在禁食 24 小时后被喂食时，单核细胞异常大量地涌回血液中，导致单核细胞增多症，这种疾病通常与感染性和自身免疫性疾病有关。这些禁食后单核细胞的寿命也比正常人长，并且触发炎症的阈值低于正常水平。当研究人员用铜绿假单胞菌（细菌性肺炎的常见原因）感染禁食的小鼠时，这些动物比非禁食对照组死亡得更快，数量也更多。

Swirski 认为，当能量储备较低时，身体会保留其单核细胞库存作为一种保护机制。但是，如果长时间禁食，成本可能会超过收益。

需要进一步的工作来了解这项研究对人类的影响，但 Swirski 表示，它可能会警告不要过度或长时间禁食。“有大量证据表明禁食可能是有益的，但有时这是关于找到平衡而不是将你的系统推向极端。”Swirski 本人倾向于不吃午饭，“但我不想过度禁食”，他说。

禁食可在数小时内重新分配免疫细胞。饮食的其他变化也会导致免疫力发生类似的快速、短暂的变化。锡拉库扎说，研究这些变化对研究人员很有帮助，部分原因是它可以帮助他们避免可能破坏长期饮食变化研究的混杂因素。他研究了“盛宴饮食”的影响——过度沉迷于能量密集型、高脂肪食物的倾向。

Siracusa 及其同事给小鼠喂食“放纵”的低纤维、高脂肪饮食 3 天，然后正常饮食 3 天，然后重复这个循环。转向高脂肪饮食抑制了免疫力，使小鼠更容易受到细菌感染⁶.它减少了某些帮助身体检测和记忆病原体的 T 细胞的数量并破坏了它们的功能;进一步的测试表明，缺乏纤维会损害肠道微生物组，而肠道微生物组通常支持这些 T 细胞。“我很惊讶，仅仅改变饮食三天就足以看到对适应性免疫系统细胞的这些巨大影响，”Siracusa 补充道。

当 Siracusa 要求六名人类志愿者从高纤维饮食转变为低纤维饮食时，他看到了对他们的 T 细胞的类似影响。与任何节日盛宴一样，这种影响是短暂的，但 Siracusa 认为，观察这些与饮食变化相关的早期免疫事件可以揭示对慢性免疫病原因的见解。然而，他强调，他不会根据这个小的原理验证实验来提出饮食建议。此外，在小鼠身上工作只能提供关于人类发生的事情的线索。

人体试验

在人们身上确认这些线索可能很困难。精确控制研究参与者长期吃什么具有挑战性，让他们准确回忆和记录每天的饮食也具有挑战性。“一种方法是让人们只吃你提供给他们的食物，”马里兰州贝塞斯达美国国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所的综合生理学家凯文霍尔说。“但是，我们知道，当你这样做时，他们平均会消耗 400 卡路里的非研究食物。”

因此，Hall 和他的同事们更进一步。在过去的十年里，他们进行了许多试验，在这些试验中，志愿者同意被限制在美国国立卫生研究院研究医院的病房中，在那里可以严格控制他们的饮食并测量他们的反应。

尽管霍尔的主要兴趣围绕着不同饮食对新陈代谢和身体成分的影响——例如，他的小组研究了超加工食品对体重增加的影响——但在 2024 年的一项研究中，他与免疫学家亚斯敏·贝尔凯德 （Yasmine Belkaid） 合作，当时在贝塞斯达的美国国家过敏和传染病研究所，研究不同饮食引起的免疫系统变化。

霍尔和现任巴黎巴斯德研究所所长的贝尔凯德招募了 20 名成年人住院 4 周，并随机分配他们在前两周遵循生酮饮食（一种基于动物产品且碳水化合物含量低的饮食）或纯素、低脂饮食，然后在最后两周采用替代饮食。血液样本显示，转向任何一种饮食都与不同免疫细胞的数量和其中哪些基因被激活的明显变化有关.

在生酮饮食中，参与者的 T 细胞和 B 细胞的水平和活性增强，这些细胞是适应性免疫系统的一部分，该系统会产生识别特定敌人的“精确”反应。那些纯素饮食的人看到了增强的先天免疫反应，这比适应性反应更快且特异性更低。Belkaid 很高兴看到如此明显的结果，并对其临床潜力感到兴奋，但拒绝在此阶段根据这些结果提供饮食建议。然而，尽管年龄、遗传和体重存在差异，但她说，“在短短两周内看到免疫系统效应如此趋同，真是令人惊讶”。“下一步是在临床试验中测试针对特定情况的饮食干预，这些干预与我们对药物所做的一样严格，”她说。

霍尔的小组正在考虑将狼疮患者纳入一项研究，以比较不同饮食的效果。其他人已经对使用生酮饮食作为银屑病的附加疗法进行了初步研究和 1 型糖尿病.关于使用饮食和营养来增强利用免疫系统靶向癌症的疗法的效果的研究也大幅增加.2021 年发表的一项研究发现，较高的膳食纤维摄入量与接受黑色素瘤免疫治疗的人的生存率提高有关，并且患有黑色素瘤和喂食低纤维饮食的小鼠在肿瘤附近的杀伤性 T 细胞（攻击癌细胞）较少.

Belkaid 承认，要弄清楚特定饮食对具有不同健康状况的人的免疫系统的影响，还有很多工作要做。然而，她和 Siracusa 是越来越多的免疫学家之一，他们乐观地认为，他们和其他人发现的机制见解是针对一系列医疗条件实现个性化饮食的第一步。“我可以想象在未来 10 年内，我们可以获得严格的饮食建议，这些建议可以应用于一系列临床环境，”她说。“我认为高度知情的营养具有巨大的临床潜力。”

自然 634， 528-531 （2024）

doi： https://doi.org/10.1038/d41586-024-03334-0