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MIT研究:工程细菌可帮助保护“好”肠道微生物免受抗生素的侵害

 

据New Atlas报道,由麻省理工学院(MIT)研究人员领导的一项研究表明,一种工程细菌可以保护肠道微生物群免受抗生素使用的影响。小鼠研究显示,这种细菌在肠道中分解抗生素,同时仍然允许高水平的药物进入血液。

尽管抗生素无疑是上个世纪最伟大的医学发现之一,但它们也不可否认是一种不精确的工具。研究人员早就知道抗生素在针对特定感染的过程中会杀死很多有益的细菌,但直到最近研究人员才开始了解这其中的含义。

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对生活在我们肠道内的数万亿细菌的更广泛的健康影响的新见解,使研究人员最近发现了健康的肠道微生物组与从免疫系统活动到心理健康之间的关联。因此,找到保护这一关键细菌群体免受抗生素影响的方法比以往任何时候都更重要。

这项新研究的主要作者Andres Cubillos-Ruiz解释说:“在你的一生中,这些肠道微生物集合成一个高度多样化的社区,在你的身体中完成重要的功能。当药物或特定种类的饮食等干预措施影响了微生物群的组成并创造了一种改变的状态,即所谓的菌群失调,问题就来了。一些微生物群体消失,而其他微生物的代谢活动增加。这种不平衡可能导致各种健康问题。”

新研究提出了一种保护肠道细菌免受抗生素有害影响的新方法。一株细菌,即乳酸菌,被设计为分泌一种叫做β-内酰胺酶的酶,可以直接分解常见的广谱抗生素家族。

研究人员随后在一系列的小鼠模型中测试了这种方法。这些动物在注射一种叫做氨苄西林的普通抗生素的同时,也被给予口服剂量的工程细菌。

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测试显示,工程细菌成功地进入了动物的肠道,而没有破坏抗生素在血液中的吸收。一旦进入肠道,工程细菌成功地保护了动物的微生物组免受抗生素的损害。

Cubillos-Ruiz说:“这是一个强有力的证明,这种方法可以保护肠道微生物群,同时保留抗生素的疗效,因为你没有改变血液中的水平。”

这种补充性细菌疗法的另一个好处是,它可以减少耐抗生素细菌进化的可能性。通过消除抗生素分子在肠道中的移动,研究人员假设这将减少抗生素耐药基因的选择压力。

这一假设在动物试验中被证明是正确的。与接受治疗的动物相比,未接受工程细菌治疗的小鼠显示出具有抗生素抗性基因的微生物水平明显更高。Cubillos-Ruiz解释说,这意味着治疗不仅有助于保护肠道微生物组免受抗生素的损害,而且还能减少抗生素耐药菌出现的机会。

“如果肠道内不需要抗生素作用,那么你需要保护微生物群,”Cubillos-Ruiz说。“这类似于当你接受X光检查时,你穿上铅围裙以保护你身体的其他部分免受电离辐射。以前没有任何干预措施可以提供这种程度的保护。通过我们的新技术,我们可以通过保留有益的肠道微生物和减少新的抗生素耐药变体出现的机会,使抗生素更加安全。”

这种工程细菌疗法仍处于深度实验阶段,可能在一段时间内不会出现在临床使用中。研究人员建议,他们工作的下一步将是优化该疗法的一个版本,以便在人类身上进行测试。




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