服用抗生素后腸道菌群會發生什么變化?

時間:2022年5月7日
來源:The Scientist

編輯推薦:

研究發現,一個療程的抗生素就能改變健康志愿者的腸道微生物群,這可能需要數月甚至數年的時間才能恢復到原來的物種組成。

廣告
   X   

抗生素的研制是醫學上的一個突破。雖然它們能拯救生命,但它們也有黑暗面。根據今年早些時候發表在《柳葉刀》(the Lancet)上的一項研究,2019年,耐藥性細菌導致100多萬人死亡。

此外,越來越多的研究發現,即使是短療程的抗生素也能改變腸道細菌種類的組成。這些群落變化可能是深刻的,一些人的微生物群落在分類上與服用藥物后的重癥監護室患者相似。而在治療中存活下來的微生物往往攜帶耐藥性基因,這可能使病原體獲得逃避我們最好的藥物武器的手段。

總的來說,圣路易斯華盛頓大學醫學院的病理學家和微生物學家高塔姆·丹塔斯(Gautam Dantas)說,這些發現是一個警告,“每次服用抗菌素都是一場賭博,即使它是完全有必要的?!?/p>

探索健康的微生物

Dantas說,研究抗生素影響的一個棘手問題是,開抗生素處方的病人的腸道微生物群“已經因為其他原因而處于混亂狀態”,尤其是那些已經住院的人。在這種情況下,很難將抗生素對微生物群的影響與疾病相關的改變區分開來。因此,包括Dantas和他的同事、傳染病專家Jennie Kwon在內的研究人員一直在尋找健康的志愿者。

Kwon說:“很多人開(抗生素)處方,認為危害很小,特別是如果只是口服幾天的藥片?!薄拔覀兊膯栴}是,這是真的嗎?當你給一個健康人短療程的抗生素,會不會對腸道微生物群造成任何破壞?”

研究小組招募了20名健康的志愿者,將他們分成4組,每組服用不同的抗生素或抗生素組合,持續5天。所選擇的藥物——左氧氟沙星、阿奇霉素、頭孢波多辛以及阿奇霉素和頭孢波多辛的聯合用藥——通常用于社區獲得性肺炎患者,盡管這種疾病有時是病毒性的。在抗生素治療前、期間和之后收集糞便樣本并分析,最后一個樣本在治療后6個月采集。從這些樣本中,研究人員繪制了腸道細菌的分類多樣性是如何變化的,以及耐藥性基因拷貝數的任何波動。

抗生素對健康志愿者腸道微生物群的干擾

graph depicting decline in gut microbiome diversity after taking antibiotics  


服用抗生素后,健康志愿者腸道內微生物的多樣性急劇下降。

ADAPTED FROM FIGURE 1C OF ANTHONY ET AL. CELL REP, 39:110649, 2022


研究小組發現,在服用抗生素后,總物種豐富度和可培養物種豐富度立即下降。對于大多數志愿者來說,這些測量值在兩個月后回到了基線值,但存在的物種仍然是變化的,溫斯頓·安東尼(Winston Anthony)指出,他是華盛頓大學圣路易斯醫學院的博士候選人,他是該團隊上個月發表的《細胞報告》論文的合著者,宣布了這一結果。這意味著抗生素“正在從根本上重組微生物群,”他說。

在三名健康志愿者中,他們被分配到不同的治療組,腸道微生物組受到了特別的干擾。甚至在六個月后,他們的微生物組多樣性仍在減少。Kwon說:“他們的腸道菌群變得更像重癥監護室的病人,而不是健康的人?!辈贿^,她指出,他們和其他參與者都感覺良好。

阿姆斯特丹大學的傳染病專家W. Joost Wiersinga也在研究了抗生素對健康人的影響,他表示這項新工作“補充了證據,表明抗生素會對健康成年人的腸道微生物群產生重大的有害影響?!?/p>

事實上,在Wiersinga和同事于2018年進行的研究中,健康的志愿者在服用了一周的廣譜抗生素后,腸道微生物群落多樣性下降,鏈球菌和乳桿菌屬過度生長。盡管隨著時間的推移,這些細菌的數量越來越少,但在服用抗生素31個月后的研究期間,參與者的微生物組組成仍與最初的狀態不同。

“抗生素疤痕”可能對耐藥性產生持久的影響

除了誘導微生物組的組成變化,抗生素似乎增加了耐藥性基因的流行。在Anthony等人的研究中,對于四種抗生素中的三種(除左氧氟沙星外),在治療六個月后采集的樣本中,抗生素耐藥性基因的相對數量更高——作者稱這種變化為“抗生素疤痕”。

對于巴塞羅那瓦爾德希布倫大學醫院(University Hospital Vall d 'Hebron)的消化系統研究員弗朗西斯科·瓜納(Francisco Guarner)來說,這種耐藥性基因的長期增長是一個值得注意的見解,他沒有參與這項研究。他將腸道微生物群描述為一個被抗生素擾亂的生態系統?!爱斈惴每股貢r,網絡中的一些細菌消失了,而另一些則過度生長,所以平衡是不同的。在這種新的平衡中,你得到的是對抗生素更有耐藥性的細菌?!?/p>

攜帶抗生素耐藥性基因的腸道細菌可能會造成幾種威脅。當腸道細菌與病原體混合時,耐藥性基因可轉移,使病原體獲得耐藥性。最近發表的一項研究發現,耐藥腸道共生菌甚至可以降解腸道中的抗生素,使病原體免受藥物的影響。

在進一步的研究中,Kwon正在調查社區中一些健康的人是否可能成為耐藥性基因的儲存庫,這種耐藥性基因可能會傳遞給其他人。

為什么有些人的微生物群對抗生素的反應不同?

目前還不清楚為什么一些人的腸道微生物似乎特別受到抗生素的干擾。Wiersinga指出:“個體之間有很多差異,”人們的微生物群是否能恢復到最初的狀態,如果可以,需要多長時間。

一些健康志愿者服用抗生素后腸道微生物群恢復不足

graph depicting persistent reduction in gut microbe diversity for some antibiotics takers  


對于一些假定健康的志愿者來說,腸道微生物多樣性的恢復要慢得多,如果它能恢復的話。



治療前的微生物群狀態可能是其中的一個因素。在研究中,三名志愿者的腸道微生物群落與重癥監護室患者的腸道微生物群落相似,但他們的物種多樣性略低。研究人員提出了幾個假設來解釋這一最初的差異,包括他們可能在研究之前服用了幾輪抗生素。Kwon說,識別對抗生素不同反應的原因可以幫助改進它們的使用,盡管未來的研究需要揭示涉及的微生物和代謝組學因素,并確定它們是否具有臨床預測價值。

最終,Wiersinga認為,這些不斷積累的發現提醒醫生“在開抗生素時要三思:我的病人真的需要嗎?”

生物通微信公眾號
微信
新浪微博


生物通 版權所有

亚洲AV无码破解版在线观看_文轩探花在线观看_韩国美女主播自免费视频慰_中文无码vr最新无码av专区