人類的腸道充滿了數(shù)十億的有益菌??股刂委熗ǔ茐拇蠖鄶?shù)抗生素。包括MDC科學家在內(nèi)的一個研究小組已經(jīng)研究了腸道菌群以后是否會恢復以及如何恢復。研究結果發(fā)表在科學雜志《自然微生物學》上。
人體的消化道含有一小群微生物。腸道里的細菌和地球上的人一樣多。這些微生物幾乎總是為它們的宿主提供福祉。它們有助于消化食物、產(chǎn)生維生素和培養(yǎng)免疫系統(tǒng)。此外,它們的存在有助于防止病原體的傳播。
但是腸道微觀世界,也稱為微生物組,對破壞非常敏感?!爱斒Ш鈺r,會有感染、超重、糖尿病、炎癥和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的風險,”今年5月從歐洲分子生物學實驗室(EMBL)轉到柏林海德堡馬克斯德呂克分子醫(yī)學中心(MDC)研究人類和微生物群之間復雜相互作用的Sofia Forslund博士說。
抗生素會在腸道中留下永久的痕跡。
在最近發(fā)表在《自然微生物學》上的一項研究中,福倫德與來自丹麥、德國和中國的同事一起,研究了廣譜抗生素治療如何影響腸道細菌的相互作用。瑞典研究人員說:“我們可以證明,給藥后6個月,微生物組幾乎完全恢復?!钡皇恰皫缀酢?“一些敏感的細菌物種已經(jīng)完全消失了,”福倫德說。
在為期四天的研究中,由MDC研究人員和哥本哈根大學的兩名科學家領導的研究小組為12名健康的年輕人提供了三種抗生素(美羅培南、慶大霉素和萬古霉素)的混合物。這些藥物主要用于更常見的抗生素,這些抗生素不再有效,因為細菌對它們產(chǎn)生了耐藥性。
某些類型的細菌在給藥后仍能存活。
研究人員隨后對他們的受試者的微生物組進行了為期六個月的研究。通過脫氧核糖核酸測序——一種確定遺傳物質(zhì)結構的方法——他們已經(jīng)確定了哪些細菌物種存在于男性腸道中,哪些基因存在于細菌中。該團隊還特別關注耐藥基因,這些基因可以被微生物用來對抗藥物?!拔覀兊难芯靠赡苁鞘状窝芯靠股貙毦蚧钚缘挠绊?,”Forslund說。
研究人員報告說,盡管服用了三種強效抗生素,但這是第一次腸道沒有完全消毒。在剩余的細菌中,研究小組甚至發(fā)現(xiàn)了一些以前未知的物種,這些物種沒有被描述。其他微生物會收縮并變成孢子——一種細菌可以在不穩(wěn)定的條件下存活多年而不喪失其原始特征的生命形式。
起初,越來越多的致病病原體出現(xiàn)了。
隨后的腸道再生是漸進的?!斑@類似于森林在火災后慢慢恢復的情況,”福斯倫德說。然而,根據(jù)研究人員的說法,具有致病特征的細菌,如糞腸球菌和核梭狀芽孢桿菌,最初出現(xiàn)的頻率更高。同時,該團隊可以識別微生物中的許多毒力因子——對人類危害更大的結構和代謝產(chǎn)物?!斑@一觀察結果解釋了為什么大多數(shù)抗生素會導致胃腸道疾病,”Forslund說。
然而,隨著時間的推移,腸道菌群再次正?;?。有害微生物越來越多地被有益菌取代,如產(chǎn)乳酸的雙歧桿菌,它們有助于防止病原體離開。六個月后,受試者的微生物群幾乎和以前一樣。然而,不止一些早期的細菌物種缺失了?!安怀鏊?,細菌中的耐藥基因數(shù)量也在增加,”Forslund報道。令人驚訝的是,抗生素應用后再現(xiàn)最快的細菌物種并不是那些具有最多抗性基因的細菌?!斑@種遺傳物質(zhì)似乎更有可能在腸道再增殖中發(fā)揮長期作用,”研究人員說。
肺微生物組將被進一步研究。
Forslund強調(diào):“鑒于個別物種的明顯永久性喪失和耐藥基因數(shù)量的增加,這項研究再次表明謹慎應用抗生素的重要性?!拔磥砦覀儽仨氝M一步探索如何提高敏感微生物群免受抗生素侵害的成功率?!?
科學家計劃為這項研究做出貢獻。例如,MDC目前正在進行一項觀察性研究,通過這項研究,F(xiàn)orslund希望了解長期抗生素治療對腸道生物多樣性的影響,以及更大的物種消耗是否會增加肥胖和代謝性疾病的風險。她還想研究抗生素給藥期間腸道細菌交換耐藥基因的頻率。一項調(diào)查這些藥物對肺部微生物區(qū)系影響的研究已經(jīng)在計劃階段。
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