10.14 怎麼減少抗生素對腸道菌群的不利影響?改善飲食或許有益

羅德島布朗大學研究人員的一項新研究發現,飲食會影響抗生素治療對腸道微生物組的影響。科學家研究了抗生素如何改變小鼠的腸道細菌,然後研究飲食如何加劇或減輕這些變化。

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怎麼減少抗生素對腸道菌群的不利影響?改善飲食或許有益

一、研究飲食對抗生素的改善作用

研究作者彼得·貝倫基(Peter Belenky)說:“很長一段時間以來,我們都知道抗生素會影響微生物組,我們還知道飲食會影響微生物組,這是將這兩個事實結合在一起的第一篇論文。”

貝倫基說,他實驗室的工作目標是確定保護微生物組的新方法,這可以減輕一些最嚴重的抗生素副作用。

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二、腸道微生物組

腸道菌群包括益生菌、中性菌與有害菌。腸道益生菌由數萬億有益於宿主的細菌組成,它們通過與有害細菌爭奪對它們的生存至關重要的資源(如營養物質和空間),幫助膳食纖維分解並維持整體腸道健康。

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三、抗生素破壞有益菌

儘管抗生素挽救了無數感染有害細菌的人的生命,但這些藥物也可能破壞人類腸道中有益細菌的群落。反過來,這可能導致其他威脅生命的感染。

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布朗大學微生物學和免疫學教授的貝倫基(Belenky)一直在研究抗生素對腸道的影響,並尋找抵消微生物組失衡的方法,這種失衡可能導致威脅生命的感染,例如艱難梭菌。

研究小組寫道:“儘管抗生素擾亂了腸道菌群的結構,但調節這些擾動的因素卻鮮為人知。”

四、通過飲食減少抗生素的有害影響

正如最近在《細胞代謝》雜誌上報道的那樣,Belenky及其同事現在證明,儘管他們使用的抗生素確實擾亂了小鼠腸道微生物組的組成和代謝能力,但通過改變動物的飲食,這種破壞也可能加劇或最小化。

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Belenky及其同事已經知道細菌代謝是體外抗生素敏感性的重要調節劑,並且可能在宿主體內起重要作用。他們應用了宏基因組學和超轉錄組學方法來研究小鼠微生物組內抗生素誘導的分類學和轉錄反應之間的關聯。

在這項研究中,主要作者達米恩·卡布拉爾(Damien Cabral)及其同事對三組小鼠使用了不同的抗生素,即阿莫西林、環丙沙星或強力黴素。然後,他們繪製了動物腸道微生物組的組成如何變化以及治療後細菌如何在新陳代謝水平上適應。

五、阿莫西林顯著影響腸道菌群

阿莫西林是一種常用於治療鏈球菌性咽喉炎和耳部感染的抗生素,可顯著降低腸道細菌水平,並改變了其餘細菌使用的基因。環丙沙星(通常用於治療尿路感染)和強力黴素(通常用於治療鼻竇感染)也改變了腸道微生物組,儘管這些變化並不明顯。

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六、擬桿菌減少抗生素危害

研究小組發現,在整個社區和單一物種的水平上,抗生素都能顯著改變關鍵代謝途徑的表達。

值得注意的是,響應於阿莫西林治療,一種有益的細菌,擬桿菌(Bacteroides thetaiotaomicron)蓬勃發展。Belenky說,這種細菌上調了多糖的利用以幫助纖維的消化,這種變化似乎使其能夠在改變後的生態系統中綻放並以某種方式抵抗抗生素的侵害。

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通常,細菌會下調正常生長過程中涉及的基因的使用,例如產生新的蛋白質和DNA。他們還上調了對抗逆性至關重要的基因的使用

七、糖類對抗生素的作用很明顯

有趣的是,研究人員發現,在動物的飲食中添加糖類(通常單糖含量低,纖維含量高)會增加thetaiotaomicron對阿莫西林的敏感性。

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研究小組寫道:“ 在體外,我們發現該細菌對阿莫西林的敏感性因葡萄糖而升高,而因多糖而降低。”

這表明飲食可以提供一些有益的作用,可以保護腸道細菌免受抗生素使用的不利影響。

Belenky認為,這些發現代表了幫助人類更好地耐受抗生素治療的一步:

現在,醫生們知道每種抗生素處方都有可能導致某些非常有害的微生物組相關的健康後果,但他們沒有可靠的工具來保護這一重要社區,同時也要治療致命的感染。”

八、通過飲食可以減少抗生素的危害

但是,“現在,我們知道飲食對於細菌對抗生素的敏感性很重要,因此我們可以提出新的問題,即哪些營養物質會產生影響,並查看是否可以預測不同飲食的影響,”他說。

Belenky及其小組目前正在研究不同類型的膳食纖維如何影響抗生素治療後微生物組的變化,以及糖尿病如何影響微生物組的代謝環境和對抗生素的脆弱性。

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