抵御病毒，多吃膳食纤维可能有用
饮食与我们的健康息息相关，科学合理的营养膳食是保障免疫系统正常工作的基础。在全民防控疫情的当下，好好吃饭也是预防病毒感染的一个重要措施。
膳食纤维是平衡膳食的重要组成部分，2018年，来自瑞士洛桑大学的研究人员在顶级学术期刊《Immunity》杂志上发表的一项研究表明，高膳食纤维的饮食在抵御病毒感染方面发挥重要作用，补充膳食纤维可以保护小鼠免受流感病毒感染，提高已感染流感病毒的小鼠的存活率。
研究发现了什么呢？
膳食纤维可以减少流感病毒感染导致的病理变化
我们知道，富含膳食纤维的饮食可以改善肠道健康，减少肠道和肠道以外的组织（比如肺部）的炎症。然而，关于膳食纤维在抗感染保护性免疫方面的作用我们知之甚少。
研究人员给小鼠补充富含膳食纤维菊粉的饮食，然后通过鼻内接种让小鼠感染甲型流感病毒。高膳食纤维的饮食可以使甲型流感病毒感染的小鼠生存时间延长，临床评分得到改善。高膳食纤维饮食的小鼠表现出肺阻力降低，气道收缩较轻，弹性增强，肺功能较好。
肺的组织学分析显示，对照组小鼠的组织中有大量的红细胞堆积，支气管肺泡灌洗液中较高的白蛋白水平，表明组织破坏和血管渗漏。髓过氧化物酶是一个众所周知的免疫病理贡献因素，高膳食纤维饮食的小鼠中髓过氧化物酶活性降低了。因此，高膳食纤维饮食可以防止小鼠流感病毒感染导致的组织破坏和致命性。
膳食纤维改变小鼠的肠道菌群，表现出产丁酸特性增强，丁酸就足以保护小鼠免受感染
饮食中膳食纤维的含量可以塑造肠道菌群的组成。补充膳食纤维菊粉可以显著改变小鼠的肠道菌群。补充膳食纤维菊粉刺激了某些细菌的生长，特别是来自双歧杆菌属和拟杆菌属的细菌。
众所周知，肠道细菌发酵膳食纤维会产生短链脂肪酸，主要是乙酸、丙酸和丁酸。富含菊粉的高纤维饮食刺激了肠道中三种短链脂肪酸的产生，对丁酸产生的刺激作用最强。同时，高纤维饮食也显著增加了血液循环中的短链脂肪酸水平，同样丁酸增加最明显。
那么，短链脂肪酸是否足以保护小鼠不受感染呢？由于丁酸的增加最明显，所以研究人员专注于丁酸这种特定的短链脂肪酸。在感染前2周和感染过程中，在小鼠饮用水中添加丁酸，可以产生与高膳食纤维饮食类似的保护作用。肺的组织学分析也显示，丁酸可以明显减少小鼠呼吸道的炎症浸润，减少组织和血管破坏以及随后的出血。
膳食纤维是如何抵御流感病毒感染的？
膳食纤维抑制与组织损伤相关的先天免疫反应
对流感病毒感染的不受控制的先天免疫反应导致的组织破坏可能导致严重的发病率和死亡率。流感病毒感染早期，中性粒细胞向肺部的浸润与免疫病理发生和组织损伤有关。膳食纤维和丁酸可以通过间接减少中性粒细胞向肺部的浸润，预防病毒感染导致的免疫病理和肺泡出血。
高膳食纤维饮食喂养的小鼠在整个感染过程中，支气管肺泡灌洗液中的中性粒细胞数量明显减少；同样，短链脂肪酸丁酸也可以减少中性粒细胞向肺部的浸润。
那么，中性粒细胞的浸润减少是否与高膳食纤维饮食的保护作用有关呢？使用抗中性粒细胞的抗体可以使小鼠流感病毒感染早期肺部的中性粒细胞数量减少50%，与高膳食纤维饮食喂养的小鼠和丁酸处理的小鼠相似；同样，这些小鼠的生存率明显延长，临床评分明显改善，效果与丁酸处理的小鼠相似。因此，高膳食纤维饮食和丁酸对流感病毒感染小鼠的保护作用主要是通过阻止过多中性粒细胞向肺部浸润来实现的。总之，膳食纤维和短链脂肪酸可以通过减少中性粒细胞向肺部的浸润，从而改善流感病毒感染的结果，防止免疫病理发生和组织破坏。
那么，膳食纤维是如何导致中性粒细胞的浸润减少的呢？高膳食纤维的饮食可以通过短链脂肪酸改变骨髓造血功能。骨髓中的巨噬细胞前体细胞可以分化产生两种亚群的单核细胞，一类是炎性单核细胞，另一类是巡逻单核细胞。炎性单核细胞可进一步分化为炎性树突状细胞或巨噬细胞，在流感病毒感染期间促进组织损伤；巡逻单核细胞会产生选择性激活的巨噬细胞，有助于炎症和感染后的组织保护和修复。
膳食纤维和短链脂肪酸可以特异性的增加巡逻单核细胞从骨髓中释放并在感染时向肺部浸润的频率。一旦进入肺部微环境，这些细胞就会分化成选择性激活的巨噬细胞，它产生吸引中性粒细胞的趋化因子CXCL1的能力较差，可以防止细胞毒性的中性粒细胞向肺部的过度浸润和积累，从而减少流感病毒感染后的组织损伤和出血。
因此，高膳食纤维饮食会改变骨髓造血功能，导致流感病毒感染的小鼠肺部选择性激活的巨噬细胞积累。这些巨噬细胞会产生较少的CXCL1，有效地减少中性粒细胞向呼吸道的早期浸润，从而避免过度的组织损伤。
虽然炎性单核细胞在流感病毒感染期间可以诱导免疫病理发生，但也有报道称它们可以通过启动病毒特异性CD8+ T细胞对病毒清除具有重要作用。膳食纤维导致巡逻单核细胞亚群的增加并没有导致炎性单核细胞亚群的减少，因此也没有抑制必要的抗病毒免疫反应。
膳食纤维增强负责清除病毒的适应性免疫反应
T淋巴细胞的表面会表达两种类型的共受体分子CD4和CD8，当它们成熟后，其中一种共受体分子的表达会下调，要么成为CD4+T细胞，要么成为CD8+T细胞。CD8+T细胞，也就是细胞毒性T淋巴细胞，对各种入侵的病原体具有杀伤作用，可以帮助清除病毒。
膳食纤维可以促进CD8+T细胞激活，使其具有更大的细胞毒性能力，而且增加其在肺中的数量。膳食纤维和短链脂肪酸还可以改变CD8+T细胞的代谢，包括增加糖酵解速率、线粒体呼吸和氧化磷酸化能力，来增强CD8+T细胞的效应功能。因此，膳食纤维可以通过促进CD8+T细胞激活和改变其细胞代谢来增强抗病毒的适应性免疫反应。
总结
膳食纤维及其发酵产物，特别是短链脂肪酸，对多种慢性炎症性疾病具有有益作用。很明显，膳食纤维对宿主免疫反应的影响不仅仅限于胃肠道，它还可能影响肠道以外的组织的免疫反应，比如肺和大脑。膳食纤维和短链脂肪酸，尤其是乙酸、丙酸和丁酸，可以抑制免疫反应，作用于多种不同的免疫细胞，包括树突状细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和调节性T细胞。短链脂肪酸通过与G蛋白偶联受体结合或作为组蛋白去乙酰化酶抑制剂，来发挥其抗炎症特性。此外，短链脂肪酸还可以通过增加AMP活化蛋白激酶活性或直接作为脂肪酸氧化和糖异生作用的底物，影响肝脏、结肠细胞、肌肉和脂肪组织的细胞代谢。短链脂肪酸也参与免疫细胞代谢，影响辅助性T细胞的分化。
膳食纤维通过肠道菌群代谢产生的短链脂肪酸，特别是丁酸，也可以在抵御病毒感染方面发挥重要作用。病毒感染后会促进机体的先天免疫反应和适应性免疫反应来对抗病毒感染，而这种免疫反应之间的平衡对感染过程的表现起着重要作用。先天免疫反应过度会导致组织的损伤，而病毒特异性的适应性免疫反应过低又不足以帮助清除病毒。所以，由于不同个体之间免疫力的差异，导致病毒感染后的表现和严重程度也不尽相同。
通常情况下，某种治疗方法会单一地开启或关闭机体的免疫系统。然而，膳食纤维和短链脂肪酸对免疫系统具有双重有益作用，双管齐下，使小鼠能够更有效地控制流感病毒感染，这涉及到抑制和增强免疫系统的不同部分，使得呼吸道的免疫反应水平能够允许病毒的清除但是避免过大的组织损伤。具体来说，膳食纤维和短链脂肪酸可以创造一个免疫平衡，通过调节过度的先天免疫反应，减少组织损伤，并刺激特定的适应性免疫，促进病毒的清除，来预防严重流感感染。
虽然，这只是小鼠研究的结果，不能直接应用到人类，膳食纤维在人体抗病毒方面的作用尚不清楚。但是，膳食纤维一直是营养和均衡饮食的重要组成部分，多吃一点总归没错。补充膳食纤维很简单，多吃点水果、蔬菜、豆类和全谷类，或许就能不知不觉中帮助您提高抵御病毒的免疫力。
参考文献：
Trompette, A., etal. (2018). "Dietary Fiber Confers Protection against Flu by ShapingLy6c(-) Patrolling Monocyte Hematopoiesis and CD8(+) T Cell Metabolism."Immunity 48(5): 992-1005 e1008.