膳食二氧化钛对人体肠道微生物组和健康的作用

美国食品供应中含有大量食品添加剂二氧化钛 (TiO2)，但其对人类健康的影响尚不清楚。 食品级二氧化钛 (E171) 的广泛用途包括常见消费品，如糖果、口香糖、白色沙拉酱、奶精、药物填充剂和牙膏。 从 2016 年到 2025 年，美国二氧化钛的产量预计将增长 8.9% 以上。 目前对人类膳食二氧化钛摄入量的估计存在重大局限性。 这些限制包括评估仅来自白色食品的 TiO2 含量，以及仅包括在其包装上贴有 TiO2 标签的食品。 然而，天然食品也可能为饮食提供大量的二氧化钛。 研究之间估计的 TiO2 摄入量也存在很大差异，这可能是由于人口差异和不同的食物供应、用于测量 TiO2 的分析方法的可变性以及缺乏经过验证的膳食估计工具来测量口服 TiO2 暴露。 因此，需要在摄入量差异很大的自由生活的美国成年人群中估算 TiO-2 膳食摄入量和肠道暴露量。

临床前模型表明，更多的 TiO2 口服暴露可能会通过改变肠道细菌含量和功能而导致肠道健康受损。 TiO2 已被证明会损害肠道细胞，小剂量的 TiO2 会导致正常活动发生变化，但不会损害细胞的遗传学。 在非常小的二氧化钛颗粒被这些肠细胞吸收后，它会导致轻微的毒性和细胞功能的破坏。 此外，非常小的 TiO2 颗粒会积聚在肠细胞中并重塑小肠中的细胞群落，这表明这些颗粒可能会被吸收到人体的血液和全身循环中。 这些结果表明，非常小的 TiO2 颗粒会对肠道细胞造成有害变化，被肠道细胞吸收，一旦进入内部，就会造成危害并促进细胞功能异常。 迫切需要对人类进行研究，以确定高水平和低水平暴露于 TiO-2 是否与肠道炎症和肠道功能破坏有关。

当前的研究将通过检验长期饮食接触 TiO2 与肠道炎症有关并扰乱人类肠道细菌的假设来填补这些研究空白。 将通过以下具体目标首次检验该假设：1) 通过估计膳食摄入量和测量 80 名成人的二氧化钛粪便排出量来量化膳食二氧化钛暴露量； 2) 建立膳食二氧化钛与肠道细菌及其活性的关系； 3) 确定膳食二氧化钛暴露是否与肠道炎症和相关炎症通路有关。