最近，瑞典查爾默斯理工大學（（Chalmers University of Technology））發表在《PNAS》雜誌上的研究表明，用於腸道中細菌相互作用的新數學模型可幫助設計新的益生菌和飲食來預防疾病。

主導這項研究的系統生物學教授Jens Nielsen表示：“腸道細菌在健康和疾病的發展中擔負著重要作用，新數學模型在這些領域可能會非常有用。”

這篇新論文中描述了兩項早期臨床研究（一項涉及瑞典嬰兒，另一項涉及芬蘭肥胖成年人）進行預測時，數學模型的表現。

研究需要定期測量健康指標，研究人員將其與他們的數學模型所做出的預測進行了比較。事實證明，該模型在預測多個變量時非常準確，包括瑞典嬰兒從液態食品到固態食品的轉換如何影響腸道細菌組成。

他們還測量了肥胖成年人在轉向更嚴格的飲食後腸道細菌的變化。同樣，模型的預測被證明是十分可靠準確的。

Jens Nielsen表示，“這些結果可以為一些基於計算機複雜的系統設計提供更多可能。因此，此模型可以用於創建個性化的健康飲食，並有可能預測作為新型益生菌添加特定細菌會如何影響患者的健康。”

多重因素影響

不同細菌在腸道系統中的生長和功能會因為許多不同的因素而影響。例如，已經存在哪些細菌，以及它們如何相互作用，它們與宿主（人體）之間的相互作用。細菌還受到環境因素的影響，比如我們的飲食環境。

所有以上變量都可以預測添加細菌或改變飲食的效果。首先必須了解這些細菌進入腸道時可能如何起作用，或者飲食的變化將如何影響腸道組成。它們能夠在那裡成長嗎？它們將如何與腸道中已經存在的細菌相互作用？不同飲食如何影響腸道微生物組？

Jens Nielsen說，“我們開發的模型是獨一無二的，因為它考慮了影響變量。它結合了有關單個細菌的數據以及它們如何相互作用。它還包括有關食物如何通過胃腸道傳播以及如何影響細菌在腸道中傳播的數據。後者可以通過檢查血液樣本並查看代謝產物來衡量，代謝產物是細菌分解不同類型食物時形成的最終產物。”

建立模型的數據是從多年的已有臨床研究中收集的。隨著未來獲得更多數據，可以使用新功能更新該模型，例如描述對飲食攝入的激素反應。

未來醫療保健的潛在巨大資產市場

飲食、人體微生物、腸道細菌組成的研究能引起研究人員和公眾廣泛關注的研究領域。

JensNielsen解釋了原因——因為細菌組成的變化可能與肥胖、糖尿病、心血管疾病等多種疾病有關。它還可能影響身體對某些類型的癌症治療方法或特別開發的飲食所產生的反應。

因此，處理細菌成分可以提供影響疾病進程和整體健康的潛力。這可以通過進行益生菌治療來實現。益生菌是經過精心挑選的細菌，有助於改善人體健康狀況。

在日後的工作中，Jens Nielsen及其研究小組將直接在臨床研究中使用該模型。他們已經與瑞典薩爾格倫斯卡大學醫院一起研究。在那裡，年老女性正在接受羅伊氏乳桿菌細菌治療骨質疏鬆症。可以看出，有些患者對治療的反應優於其他患者，因此可以將新模型用作分析的一部分，用來找出原因。

用抗體進行癌症治療是該模型可用於分析微生物組的另一個領域，它有助於了解為什麼某些患者對免疫療法的反應良好而某些患者反應甚微。

JensNielsen還提到：“如果我們的模型能夠開始識別改善癌症患者治療水平的細菌，這將是一項不可思議的成果。相信這可以對人體健康起到很大作用。”

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https://medicalxpress.com/news/2021-04-healthy-diets-analysis.html