研究人员发现抗生素对肠道微生物组的影响

抗生素是每年可以对抗感染并挽救数百万人生命的药物。然而，过度使用抗生素可能会导致细菌感染对抗菌药物产生耐药性，而抗生素可能会伤害肠道中的有益微生物，从而削弱免疫系统。抗生素削弱人体防御系统的副作用可能包括艰难梭菌感染或过敏、代谢、免疫或炎症性疾病的发生。

来自EMBL海德堡Typas小组的科学家、图宾根大学“控制微生物对抗感染”卓越集群的Maier实验室以及合作者试图确定抗生素对肠道微生物的影响。

他们的研究结果发表在《自然》杂志上，题为“揭示抗生素对肠道细菌的附带损害”。

研究人员写道：“抗生素用于对抗病原体，但也针对共生细菌，扰乱肠道微生物群的组成，导致生态失调和疾病。”“尽管存在这种众所周知的附带损害，但不同抗生素类别对肠道细菌的活性谱仍然知之甚少。在这里，我们进一步对144种抗生素进行了表征，这些抗生素来自之前对38个代表性人类肠道微生物组的1,000多种药物的筛选。”

“许多抗生素可以抑制各种致病菌的生长。这种广泛的活性谱在治疗感染时很有用，但它也增加了我们肠道中的微生物成为目标的风险，”图宾根大学DFGEmmyNoether小组组长LisaMaier博士解释道。迈尔是Typas实验室的校友，也是该研究的两位主要作者之一。

“到目前为止，我们对不同抗生素对肠道微生物群落个体成员的影响的了解还不全面。我们的研究填补了我们对哪种类型的抗生素影响哪种类型的细菌以及以何种方式影响的理解上的重大空白，”EMBL海德堡高级科学家兼小组负责人NassosTypas博士说。

基于EMBL的Typas、Bork、Patil和Zeller小组之前的研究，科学家们分析了144种抗生素如何影响我们肠道中常见的多达27种细菌菌株的生长和存活。研究人员确定了特定抗生素对800多种抗生素-菌株组合的细菌菌株的影响浓度，将现有的肠道细菌抗生素谱数据集扩展了75%。

研究人员发现大环内酯类和四环素类“......几乎抑制所有测试的共生体，但也杀死了几个物种。被杀死的细菌比被抑制的细菌更容易从体外群落中消除。这种物种特异性的杀灭活性挑战了杀菌和抑菌抗生素类别之间长期存在的区别，并为大环内酯类对动物和人类肠道微生物组的强烈影响提供了可能的解释。”

“我们没想到四环素类和大环内酯类抗生素会出现这种效果，因为这些抗生素类别被认为仅具有抑菌作用，这意味着它们会阻止细菌生长，但不会杀死细菌，”卡米尔·戈曼斯博士补充道，Typas小组的博士后研究员。“我们的实验表明，对于我们研究的大约一半肠道微生物来说，这一假设并不成立。多西环素、红霉素和阿奇霉素这三种常用抗生素可以杀死多种丰富的肠道微生物物种，而其他微生物物种则只能被抑制。”

为了减少四环素和大环内酯类药物的附带损害，科学家们筛选了能够拮抗拟杆菌属抗生素活性但不拮抗相关病原体的药物。研究人员发现了几种可以帮助这些肠道微生物和其他相关物种的非抗生素药物。

“我们将抗生素与保护性解毒剂相结合的方法可以为减少抗生素对我们肠道微生物组的有害副作用提供新的机会，”迈尔解释道。“没有任何一种解毒剂能够保护我们肠道中的所有细菌——特别是因为个体之间的细菌差异很大。但这个概念为开发新的个性化策略以保持肠道微生物健康打开了大门。”

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