以往的研究已经发现，慢性炎症性疾病与肠道微生物的种类和基因组成变化有关。食品中常见的两种乳化剂，聚山梨酯80（P80）和羧甲基纤维素（CMC）对肠道微生物有影响。详细信息，请戳这里：食品乳化剂可影响肠道菌群组成，破坏肠道屏障

聚山梨酯80（P80）、羧甲基纤维素（CMC）等乳化剂在饮料、甜品和烘焙食品中被广泛使用。如奶茶，乳饮料，糖果，面包，冰激凌等。作用是水性材料和油性材料进行融合，增加溶解度，均匀性和亲和性。典型的包括水包油和油包水两种类型。食品中添加就是为了改善食品感官和口感，好看又好吃。

研究发现，上述两种膳食乳化剂会导致肠道菌群侵占肠道粘液层，改变肠道微生物的组成，进而引发慢性炎症。

虽然，现在的研究已经证明炎症本身可以影响微生物群的组成，但是，并不知道这些化合物先影响微生物再促进宿主炎症，还是直接导致炎症后再影响微生物的组成。

最近，一项发表在《Gut》的文章解答了上述问题，并且再次证明食品乳化剂可以改变肠道菌群并且促进炎症。

乳化剂降低黏膜层厚度

研究者将6周龄的小鼠的饮用水中添加稀释的CMC或P80（含量1.0％），并持续11周，对照组只用水。发现两种乳化剂在小鼠中不诱导肠道炎症或代谢综合征，也不显著诱导微生物入侵。

正常情况下，肠道微生物和肠道细胞之间有厚厚的黏膜层。采用共聚焦显微镜分析肠道微生物，发现CMC或P80会降低黏膜层厚度。从下图看出绿色的区域代表黏膜层（Muc2），紫色的代表肠道细胞（肌动蛋白），细菌用红色标记和肠道DNA为蓝色。 可以看到红色的小点与紫色区域之间的距离（细菌与肠上皮细胞（IEC））在CMC和P80处理后更近了。右侧的统计图比较清晰，左边是只喝水的距离，右边分别是两种乳化剂处理的距离，都有所降低。

Bar =20μm

模拟肠道系统显示乳化剂可改变微生物组成促进炎症

人们更关心，这些乳化剂对人类的微生物的影响。于是，他们构建了一种人肠道微生物生态系统（M-SHIME）的粘膜模拟物，就是体外模拟人的肠道环境，培养微生物。

他们在开始处理前7天，建立了八血管的M-SHIME系统并接种新鲜人粪便。经过7天的稳定期后，分别用水，1％的CMC或P80处理血管13天。

从下图可以看到在第-7到13天的M-SHIME悬浮鞭毛蛋白（FliC）水平。在乳化剂处理一天后，乳化剂CMC（黄色的柱子）处理后明显增高，而第6天时，P80才开始明显增加。这就表明，两种乳化剂都直接作用于菌群，并增强菌群促炎症潜力和鞭毛蛋白水平；CMC在第1天内就能迅速促进菌群基因表达改变，引起的鞭毛蛋白迅速增加，而P80的影响则比较慢，并且这种变化与菌群的组成改变密切相关。

随后，研究人员将Luminal M-SHIME悬浮液通过腹膜内注射到无菌小鼠体内，并在注射后2小时，测量血清中的IL-6。结果发现，11天后CMC和P80能明显增加IL－6的水平。显示了乳化剂的促炎症作用。

乳化剂处理的人肠道微生物可促进肠道炎症

羧甲基纤维素（CMC）处理和P80处理的人类肠道微生物生态系统（M-SHIME）粘膜模拟物悬浮液在移植到无菌小鼠时可促进微生物群落侵袭。这次处理过程与上面的实验类似，只是移植的是口服200μL乳化剂处理后的人肠道微生物悬浮液。

这次还是用共聚焦显微镜对微生物进行定位分析，可以看到细菌与肠上皮细胞（IEC）的距离在不同处理上存在差异。CMC处理后的距离最近，相比用水处理的对照组，乳化剂处理后肠黏膜破损严重。

新的发现是什么？

▸CMC和P80对无病原体小鼠的肠道微生物和宿主本身影响不明显。

▸使用人体肠道微生物生态系统（M-SHIME）的粘膜模拟器，可以检测到P80和CMC都能直接改变肠道微生物组成，增加了其促炎潜能。

▸当菌悬液移植到无菌小鼠时，经CMC处理和P80处理的M-SHIME悬浮液都能促进低度炎症相关表型。表明这些乳化剂对肠道微生物的直接作用足以驱动低度炎症和代谢疾病。

食品添加剂的安全性需要从新评估

▸乳化剂CMC和P80在小鼠体内的研究结果，让人很容易联想到他们被人类食用后也将直接影响人类微生物组。

采用这种M-SHIME系统模式作为一种方便实用的方法，可以用来测试其它类型食品添加剂的安全性。

参考资料：

Benoit Chassaing, Tom Van de Wiele, Jana De Bodt, Massimo Marzorati, Andrew T Gewirtz，Dietary emulsifiers directly alter human microbiota composition and gene expression ex vivo potentiating intestinal inflammation. 2017，Gut. DOI：10.1136/gutjnl-2016-313099