消化道再生

人类的肠道充满了数十亿的有益菌。抗生素治疗通常会破坏大多数抗生素。包括MDC科学家在内的一个研究小组已经研究了肠道菌群以后是否会恢复以及如何恢复。研究结果发表在科学杂志《自然微生物学》上。

人体的消化道含有一小群微生物。肠道里的细菌和地球上的人一样多。这些微生物几乎总是为它们的宿主提供福祉。它们有助于消化食物、产生维生素和培养免疫系统。此外，它们的存在有助于防止病原体的传播。

但是肠道微观世界，也称为微生物组，对破坏非常敏感。“当失衡时，会有感染、超重、糖尿病、炎症和神经系统疾病的风险，”今年5月从欧洲分子生物学实验室(EMBL)转到柏林海德堡马克斯德吕克分子医学中心(MDC)研究人类和微生物群之间复杂相互作用的Sofia Forslund博士说。

抗生素会在肠道中留下永久的痕迹。

在最近发表在《自然微生物学》上的一项研究中，福伦德与来自丹麦、德国和中国的同事一起，研究了广谱抗生素治疗如何影响肠道细菌的相互作用。瑞典研究人员说：“我们可以证明，给药后6个月，微生物组几乎完全恢复。”但只是“几乎”:“一些敏感的细菌物种已经完全消失了，”福伦德说。

在为期四天的研究中，由MDC研究人员和哥本哈根大学的两名科学家领导的研究小组为12名健康的年轻人提供了三种抗生素(美罗培南、庆大霉素和万古霉素)的混合物。这些药物主要用于更常见的抗生素，这些抗生素不再有效，因为细菌对它们产生了耐药性。

某些类型的细菌在给药后仍能存活。

研究人员随后对他们的受试者的微生物组进行了为期六个月的研究。通过脱氧核糖核酸测序——一种确定遗传物质结构的方法——他们已经确定了哪些细菌物种存在于男性肠道中，哪些基因存在于细菌中。该团队还特别关注耐药基因，这些基因可以被微生物用来对抗药物。“我们的研究可能是首次研究抗生素对细菌基因活性的影响，”Forslund说。

研究人员报告说，尽管服用了三种强效抗生素，但这是第一次肠道没有完全消毒。在剩余的细菌中，研究小组甚至发现了一些以前未知的物种，这些物种没有被描述。其他微生物会收缩并变成孢子——一种细菌可以在不稳定的条件下存活多年而不丧失其原始特征的生命形式。

起初，越来越多的致病病原体出现了。

随后的肠道再生是渐进的。“这类似于森林在火灾后慢慢恢复的情况，”福斯伦德说。然而，根据研究人员的说法，具有致病特征的细菌，如粪肠球菌和核梭状芽孢杆菌，最初出现的频率更高。同时，该团队可以识别微生物中的许多毒力因子——对人类危害更大的结构和代谢产物。“这一观察结果解释了为什么大多数抗生素会导致胃肠道疾病，”Forslund说。

然而，随着时间的推移，肠道菌群再次正常化。有害微生物越来越多地被有益菌取代，如产乳酸的双歧杆菌，它们有助于防止病原体离开。六个月后，受试者的微生物群几乎和以前一样。然而，不止一些早期的细菌物种缺失了。“不出所料，细菌中的耐药基因数量也在增加，”Forslund报道。令人惊讶的是，抗生素应用后再现最快的细菌物种并不是那些具有最多抗性基因的细菌。“这种遗传物质似乎更有可能在肠道再增殖中发挥长期作用，”研究人员说。

肺微生物组将被进一步研究。

Forslund强调：“鉴于个别物种的明显永久性丧失和耐药基因数量的增加，这项研究再次表明谨慎应用抗生素的重要性。“未来我们必须进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。”

科学家计划为这项研究做出贡献。例如，MDC目前正在进行一项观察性研究，通过这项研究，Forslund希望了解长期抗生素治疗对肠道生物多样性的影响，以及更大的物种消耗是否会增加肥胖和代谢性疾病的风险。她还想研究抗生素给药期间肠道细菌交换耐药基因的频率。一项调查这些药物对肺部微生物区系影响的研究已经在计划阶段。

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