MIT研究:工程細菌可幫助保護“好”腸道微生物免受抗生素的侵害
據New Atlas報導,由麻省理工學院(MIT)研究人員領導的一項研究表明,一種工程細菌可以保護腸道微生物群免受抗生素使用的影響。小鼠研究顯示,這種細菌在腸道中分解抗生素,同時仍然允許高水平的藥物進入血液。
儘管抗生素無疑是上個世紀最偉大的醫學發現之一,但它們也不可否認是一種不精確的工具。研究人員早就知道抗生素在針對特定感染的過程中會殺死很多有益的細菌,但直到最近研究人員才開始了解這其中的含義。
對生活在我們腸道內的數万億細菌的更廣泛的健康影響的新見解,使研究人員最近發現了健康的腸道微生物組與從免疫系統活動到心理健康之間的關聯。因此,找到保護這一關鍵細菌群體免受抗生素影響的方法比以往任何時候都更重要。
這項新研究的主要作者Andres Cubillos-Ruiz解釋說:“在你的一生中,這些腸道微生物集合成一個高度多樣化的社區,在你的身體中完成重要的功能。當藥物或特定種類的飲食等乾預措施影響了微生物群的組成並創造了一種改變的狀態,即所謂的菌群失調,問題就來了。一些微生物群體消失,而其他微生物的代謝活動增加。這種不平衡可能導致各種健康問題。”
新研究提出了一種保護腸道細菌免受抗生素有害影響的新方法。一株細菌,即乳酸菌,被設計為分泌一種叫做β-內酰胺酶的酶,可以直接分解常見的廣譜抗生素家族。
研究人員隨後在一系列的小鼠模型中測試了這種方法。這些動物在註射一種叫做氨芐西林的普通抗生素的同時,也被給予口服劑量的工程細菌。
測試顯示,工程細菌成功地進入了動物的腸道,而沒有破壞抗生素在血液中的吸收。一旦進入腸道,工程細菌成功地保護了動物的微生物組免受抗生素的損害。
Cubillos-Ruiz說:“這是一個強有力的證明,這種方法可以保護腸道微生物群,同時保留抗生素的療效,因為你沒有改變血液中的水平。”
這種補充性細菌療法的另一個好處是,它可以減少耐抗生素細菌進化的可能性。通過消除抗生素分子在腸道中的移動,研究人員假設這將減少抗生素耐藥基因的選擇壓力。
這一假設在動物試驗中被證明是正確的。與接受治療的動物相比,未接受工程細菌治療的小鼠顯示出具有抗生素抗性基因的微生物水平明顯更高。Cubillos-Ruiz解釋說,這意味著治療不僅有助於保護腸道微生物組免受抗生素的損害,而且還能減少抗生素耐藥菌出現的機會。
“如果腸道內不需要抗生素作用,那麼你需要保護微生物群,”Cubillos-Ruiz說。“這類似於當你接受X光檢查時,你穿上鉛圍裙以保護你身體的其他部分免受電離輻射。以前沒有任何干預措施可以提供這種程度的保護。通過我們的新技術,我們可以通過保留有益的腸道微生物和減少新的抗生素耐藥變體出現的機會,使抗生素更加安全。”
這種工程細菌療法仍處於深度實驗階段,可能在一段時間內不會出現在臨床使用中。研究人員建議,他們工作的下一步將是優化該療法的一個版本,以便在人類身上進行測試。