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肠道检查:耶鲁大学的研究人员描述了细菌在药物反应中的作用

耶鲁大学的研究人员于6月3日在《自然》杂志上发表报告称,他们发现人体肠道微生物可以代谢150多种治疗药物,这一发现凸显了细菌在决定患者对药物反应方面的作用。

耶鲁大学微生物科学研究所和微生物病机学系的资深作者安德鲁·古德曼实验室的科学家们也确定了许多药物代谢活动的微生物基因。

“我们有可能利用基因或细菌种类来预测一个人的肠道菌群代谢某种药物的能力,”古德曼实验室的博士后、该研究的联合首席作者玛丽亚·齐默尔曼-科加德耶娃(Maria Zimmermann-Kogadeeva)说。“这项工作是识别生物标志物的第一步,它可以帮助医生开出对个体患者来说最安全、最有效的药物。”

药物的代谢曾一度被认为是人体器官(如肝脏)所独有的功能,肝脏的重要功能是将化合物转化为水溶性分子,帮助它们从体内排出。这一过程对确定临床药物的有效性和安全性至关重要:药物需要在体内停留足够长的时间才能产生效果,但又不能长到积累和潜在毒性的程度。

药物代谢研究通常不评估微生物群的贡献。古德曼说:“然而,在过去几十年里,微生物代谢药物的轶事例子已经出现。”

为了绘制肠道微生物和药物之间的关系图,研究人员调查了271种药物是否以及如何分别被76种来自人类肠道的不同细菌进行化学修饰。其中近三分之二的药物是由至少一种被检测的细菌样本代谢的。然后,研究人员构建了所选药物代谢肠道细菌的遗传文库,使他们能够系统地识别许多负责药物化学转化的基因。

他们发现,这些基因的数量在健康人体志愿者的肠道微生物群落中存在很大差异。在某些情况下,这些差异解释了为什么有些人的肠道微生物群能快速代谢药物,而另一些人对同一种药物的修改很慢,甚至根本没有。

古德曼实验室的博士后、该研究的联合首席作者迈克尔·齐默尔曼说:“我们希望这项研究为理解微生物对药物代谢的贡献提供了一个有用的第一步。”“我们认为这些方法可以帮助我们了解肠道微生物群是如何调节我们对非药物化合物的反应的,比如饮食营养素和环境因子。”

这项工作主要由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)支持。