当研究人员将异斯替维醇（一种食品和饮料行业使用的甜味剂）与抗抑郁药度洛西汀结合使用时，出现了最强的效应。这两种化合物共同作用，急剧抑制了两种与消化健康、血糖调节和免疫功能相关的重要细菌物种的生长。
科学家提醒，这些实验是在实验室而非人体内进行的。因此，需要更多的研究来确定这些细菌变化是否会在现实条件下导致显著的健康影响。
甜味剂可能并非生物学惰性物质
甜味剂存在于无数日常产品中，包括软饮料、糖果、甜点、早餐谷物、零食以及某些药物。它们通常被宣传为提供甜味但含糖量或热量较低的替代品。
然而，越来越多的证据将甜味剂的摄入与2型糖尿病、肥胖症和癌症等疾病联系起来。这些关联并不能证明甜味剂直接导致了这些疾病，研究人员仍在努力了解可能解释这些联系的生物学过程。
一个可能的因素是肠道微生物组，即生活在消化系统中的庞大细菌和其他微生物群落。这些微生物帮助分解食物、产生有用的化合物、训练免疫系统并影响新陈代谢。这些生物的数量或平衡的变化可能会影响全身的健康。
尽管甜味剂使用广泛，但相对较少的研究考察了它们是否直接影响个体肠道细菌。
剑桥大学医学研究理事会 (MRC) 毒理学部的Kiran Patil教授表示：“我们关于甜味剂对健康潜在影响的大部分知识来自动物研究或人群研究。虽然这些研究表明微生物组参与了甜味剂效应的介导，但很难知道甜味剂在体内是如何起作用的——是通过与我们的肠道细菌直接相互作用吗？”
该研究的主要作者之一、同样来自MRC毒理学部的Sonja Blasche博士补充道：“回答这个问题变得更加复杂，因为我们很少单独摄入甜味剂——我们通常随饮料、零食摄入，甚至为了掩盖苦味而在药物中摄入。”
针对肠道细菌测试39种甜味剂
这项发表在《分子系统生物学》上的研究中，Blasche博士和她的同事调查了人工和低热量甜味剂如何影响肠道细菌。他们还考察了当甜味剂与食品、饮料和药物中常见的物质混合时，这些影响是否会发生变化。
研究团队在实验室中分别培养了25种细菌。所选细菌包括被认为有益、中性或潜在有害的细菌。
随后，每个物种都暴露于39种商业使用的甜味剂中，包括天然和人工品种。研究人员监测了每种细菌培养物的繁殖速度，以及其生长是否减慢或停止。
约四分之三的甜味剂影响了至少一种细菌物种的生长。有几种甜味剂减少或完全阻止了与健康消化系统相关的细菌的生长。
这些发现表明，一些甜味剂不仅仅是穿过消化道而不与生活在那里的生物体相互作用的惰性物质。
超过100种意想不到的相互作用
人们很少单独食用甜味剂。它可能与饮料中的咖啡因、甜点中的调味剂或药物中的活性成分一起出现。
为了重现这种复杂性，研究人员将甜味剂与包括咖啡因、香草醛（香草提取物）、爱德万甜（一种人工甜味剂）和八种常用药物在内的物质配对。
研究团队发现了100多例甜味剂效应在存在另一种化合物时发生变化的情况。其中34例联合效应增强，68例减弱。
这意味着特定甜味剂的影响可能部分取决于同时摄入的其他物质。
抗抑郁药组合效果显著
最引人注目的结果涉及异斯替维醇和度洛西汀，后者是一种用于治疗抑郁症、焦虑症和某些类型慢性疼痛的抗抑郁药。
当一起使用时，这些化合物强烈抑制了肠道罗斯氏菌和粪副拟杆菌。这两个物种被认为是肠道微生物组的重要成员，并与消化健康和代谢调节有关。
度洛西汀被广泛使用。2023年，美国有超过420万患者接受了该药物的处方。
一次研究一种细菌可以揭示直接效应，但人类肠道是一个拥挤的生态系统，微生物在其中不断相互作用。为了更好地反映这些条件，科学家构建了一个包含所有25种细菌的简化微生物群落。
他们让群落发展，然后将其暴露于甜味剂和药物的不同组合中。团队追踪了哪些物种变得更丰富，哪些减少了，以及群落是否保持了其整体多样性。
肠道微生物多样性下降
异斯替维醇和度洛西汀的组合降低了合成群落内的微生物多样性。较高的多样性通常被认为是具有复原力和健康的肠道微生物组的特征，尽管理想的微生物组成可能因人而异。
该组合还改变了群落的内部平衡，使某些细菌物种得以繁衍，而其他物种则衰退。
额外的实验表明，这些变化增加了对某些宿主细胞的毒性。它们还破坏了参与炎症和免疫反应的其他细胞的活性。
这些结果提出了这种可能性，即甜味剂、药物和微生物之间的相互作用可能不仅仅影响消化。然而，简化的实验室系统无法完全重现人体的复杂性。
Blasche博士说：“甜味剂通常被宣传为代谢惰性的，但我们的研究对这一观点提出了挑战。我们发现它们可以直接影响肠道细菌，特别是当与药物和食品添加剂等其他化合物混合时。这些常见的组合可能会对我们的肠道微生物组产生意想不到的影响。”
仍需进行人体研究
研究人员强调，这些发现不应被解释为甜味剂或测试组合对人体有害的证据。
实验涉及受控实验室条件下的细菌和细胞模型。在人体消化系统中，甜味剂在到达特定微生物之前可能被吸收、化学改变、稀释或分解。饮食、遗传、药物使用以及个人微生物组的现有组成也可能改变结果。
未来的研究将需要确定类似的相互作用是否发生在人体内，需要多大的剂量，以及任何微生物变化是否会对健康产生可测量的影响。
该研究的资深作者Patil教授补充道：“我们的研究表明，人工甜味剂不仅仅是被动地通过身体——它们可以与肠道微生物相互作用，而且这些影响可能会被药物等其他物质放大或改变。这些发现有助于指导新的研究，以了解甜味剂如何以意想不到的方式影响健康。”
该研究由欧盟“地平线2020”计划和英国医学研究理事会资助。