西班牙學(xué)者揭示抗生素對腸道菌群及代謝影響巨大

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1、西班牙學(xué)者揭示抗生素對腸道菌群及代謝影響巨大2013-12-2918:32來源：丁香園作者：tiancai_erbao字體大小-

2、+腸道的微生態(tài)是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，而人類結(jié)腸則可以被看做是一個(gè)厭氧的生物反應(yīng)器。腸道存在著萬億數(shù)量級(jí)的微生物，這大大增加了宿主基因組資源。同時(shí)這些龐大的微生物生態(tài)系統(tǒng)為人體能量捕獲、食物消化、生物活性物質(zhì)的合成等等提供了補(bǔ)充性代謝途徑，否則人體將無法實(shí)現(xiàn)飲食中營養(yǎng)物質(zhì)的同化。人類腸道菌群主要分為五類細(xì)菌：厚壁菌門、擬桿菌、放線菌（包括柯林斯菌和雙歧桿菌等益生菌）、變形菌門和疣微菌。這一微生

3、態(tài)平衡系統(tǒng)極易受外界因素影響而發(fā)生紊亂，抗生素的使用即是其中最常見的因素之一?？股乜梢杂行е委熂?xì)菌感染，對抗生素耐藥的細(xì)菌可以在人類腸道持續(xù)生存，這就對人類健康造成了極大威脅。前期研究表明廣譜抗生素可以顯著減少腸道擬桿菌而同時(shí)增加厚壁菌的數(shù)量。但是各項(xiàng)研究報(bào)道的結(jié)果并不一致，甚至相互矛盾。所以對于抗生素應(yīng)用究竟可引起腸道菌群怎樣的改變，這其中又有怎樣的動(dòng)態(tài)變化和潛在機(jī)制，我們對此仍知之甚少。西班牙瓦倫西亞大學(xué)生物與進(jìn)化多樣研究所AnaElenaPérez-Cobas及其團(tuán)隊(duì)在不同的時(shí)間點(diǎn)從使用β-內(nèi)酰胺類抗生素人群的

4、糞便中提取腸道微生物菌群，并進(jìn)行了首次比較性觀察分析，結(jié)果發(fā)表在2013年11月的Gut雜志上。作者采用多種組學(xué)分析相結(jié)合的方法分析了使用抗生素治療14天的患者每天的糞便中腸道菌群的16SrDNA和活化的16SrRNA、宏基因組學(xué)、宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)（mRNAs）、宏代謝組學(xué)（方法：高效液相色譜與電噴霧電離作用和四極飛行時(shí)間質(zhì)譜分析）、宏蛋白質(zhì)組學(xué)（方法：超高效液相色譜法結(jié)合軌道阱質(zhì)譜分析）。結(jié)果觀察到了一個(gè)動(dòng)態(tài)往復(fù)的過程。腸道菌群組成以及代謝水平改變在抗生素使用第6、11、14天最為劇烈。在應(yīng)用抗生素早期（第6天）革蘭氏陰性

5、微生物減少，接著第11天，腸道微生物多樣性發(fā)生了“全面崩潰”的改變，腸道寄生菌群數(shù)目顯著減少，只有一些所謂的天然耐受菌群定植在結(jié)腸。locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennight

6、came到第14天革蘭氏陽性菌群開始生長，腸道菌群多樣性有所恢復(fù)。在此過程中，具有活性微生物數(shù)目失衡最為顯著的時(shí)刻發(fā)生在第14天，比全部微生物數(shù)目失衡最劇烈的時(shí)間要晚（出現(xiàn)在第11天）。第11天時(shí)，腸道微生物的生物多樣性和豐度都達(dá)到最低值。此外，最主要的代謝變化發(fā)生在應(yīng)用抗生素第6天。在抗生素應(yīng)用的早期，腸道菌群受宿主應(yīng)激系統(tǒng)激活對抗生素的應(yīng)用產(chǎn)生應(yīng)答，腸道菌群“推定性”縮減其全部能量代謝，降低對膽酸、膽固醇、激素和維生素的運(yùn)轉(zhuǎn)和代謝，以逃避藥物應(yīng)用引起的“抗菌作用”。在停止使用抗生素后，宿主體內(nèi)的微生物及其與宿主之間

7、的相互作用顯著恢復(fù)。作者將研究結(jié)果總結(jié)成一個(gè)“推定性”模型。具體內(nèi)容如下：圖2.受抗生素應(yīng)用影響的人腸道菌群及代謝成分改變的“推定性”模型?！巴贫ㄐ浴蹦Ｐ徒忉屨f明：locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomisse

8、dfatal,whennightcame該模型是建立在多種“組學(xué)”研究聯(lián)合應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上?？股氐哪懼判褂|發(fā)了一系列代謝事件的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。在使用抗生素早期，細(xì)菌通過促進(jìn)反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)答逃避藥物的抗菌作用（表達(dá)β-內(nèi)酰胺酶、抗菌肽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、多藥物外排泵以及丙三基磷脂），間斷進(jìn)行營養(yǎng)供給并減少多糖類和脂多糖的產(chǎn)生。涉及細(xì)胞膜生物合成、肽聚糖樣組分降解的基因表達(dá)增加直至抗生素應(yīng)用的終止，而且這一反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間比其他類型藥物造成的影響還要持久。最終，肝臟胰腺相關(guān)的膽酸、激素以及膽固醇合成涉及的細(xì)菌代謝受抗生素應(yīng)用的影響而

9、減弱，因此可能影響到腸-肝再循環(huán)和系統(tǒng)性脂類代謝，也就是說膳食脂肪的乳化、吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)受到了抗生素使用的影響。然而這些代謝影響因素在停止使用抗生素后可顯著改善。相似的，在抗生素使用停止后，有腸道微生物直接合成的維生素池（pool）也顯著改善。在抗生素使用第6天明顯下降的營養(yǎng)供給代謝，如糖酵解、丙酮酸脫羧、三羧酸循環(huán)、谷氨酸代謝、鐵的