研究发现，饮食影响肠道微生物对抗生素的敏感性

位于美国罗德岛州普罗维登斯[布朗大学]-抗生素每年从有害的细菌感染中拯救无数的生命-但是生活在人类肠道内的有益菌群，也就是众所周知的微生物群，经常受到附带的损害。

布朗大学(Brown University)分子微生物学和免疫学助理教授彼得·贝伦基(Peter Belenky)研究了如何将这种副作用降到最低。在9月12日周四发表在《细胞代谢》(Cell Metabolism)杂志上的一项新研究中，Belenky和他的同事发现，抗生素会改变小鼠肠道微生物群的组成和代谢，而小鼠的饮食可以减轻或加剧这些变化。

贝伦基说，这些发现是帮助人类更好地耐受抗生素治疗的一个步骤。

贝伦基说:“医生们现在知道，每一种抗生素处方都有可能导致一些非常有害的微生物群落相关的健康结果，但他们没有可靠的工具来保护这一关键群体，同时治疗致命感染。”“我实验室的目标是找出保护微生物群的新方法，这可能会减轻一些最严重的抗生素副作用。”

肠道微生物群是一个由数万亿细菌组成的生态系统，这些细菌与宿主共同进化。贝伦基说，这个群落在许多方面帮助宿主，比如分解膳食纤维，帮助维持肠道整体健康——通过确保肠道细胞形成一个紧密的屏障，并与有害细菌争夺资源。

该研究的主要作者达米安·卡布拉尔(Damien Cabral)是布朗大学病理生物学项目的博士生。他给三组小鼠使用了不同的抗生素，然后监测了小鼠肠道内细菌的组成是如何变化的，以及抗生素治疗后细菌在代谢水平上是如何适应的。

阿莫西林通常用于治疗耳部感染和链球菌性咽喉炎，它大大减少了肠道中存在的细菌种类，并改变了剩余细菌的基因。研究人员还研究了用于治疗尿路感染和伤寒的环丙沙星，以及常用于治疗莱姆病和鼻窦炎的多西环素。与这些药物相关的变化不那么明显。

在人类肠道中常见的一种潜在的有益细菌，泰奥霉素，在阿莫西林治疗后实际上大量繁殖。Belenky说，经过治疗，这种细菌增加了对消化纤维的酶的依赖，这一变化似乎既让它在变化的生态系统中茁壮成长，又在某种程度上保护了它免受抗生素的侵害。

总的来说，细菌减少了正常生长中涉及的基因的使用，比如制造新的蛋白质和DNA。与此同时，他们也增加了对抗压力至关重要的基因的使用。

有趣的是，Belenky的研究小组发现，在老鼠的饮食中添加葡萄糖——通常是高纤维低单糖——会增加泰奥霉素类杆菌对阿莫西林的敏感性。这意味着饮食可以保护一些有益的肠道细菌免受抗生素的破坏。

“很长一段时间以来，我们都知道抗生素会影响微生物群，”Belenky说。“我们也知道饮食会影响微生物群。这是第一篇将这两个事实结合在一起的论文。”

贝伦基提醒说，这项研究是在啮齿动物身上进行的，关于宿主饮食、微生物群代谢和对不同抗生素的易感性之间的相互作用，还有很多需要了解的地方。

他说:“现在我们知道饮食对细菌对抗生素的易感性很重要，我们可以提出新的问题，看看哪些营养成分会产生影响，看看我们能否预测不同饮食的影响。”

Belenky的团队正在探索不同种类的膳食纤维如何影响抗生素治疗后微生物群的变化，以及糖尿病如何影响微生物群的代谢环境和抗生素敏感性。

除了贝伦基和卡布拉尔，布朗大学的其他作者还包括斯瓦希·佩努姆楚、伊丽莎白·莱因哈特、本杰明·科里、詹娜·伍斯特、蕾切尔·尼尔森、奥古斯特·广、威廉·萨诺和艾斯琳·罗恩-纳什。论文的其他作者包括梅奥诊所的张成和胡丽。

美国国防部(W81XWH-18-1-0198)、美国国家科学基金会(1644760)和美国国立卫生研究院COBREs (P20GM121344和P20GM109035)支持了这项研究。