新研究發(fā)現(xiàn)腸道微生物群居時(shí)更能抵抗藥物！
小楊 / 2024-10-17 08:48:25
百歐博偉生物：在一項(xiàng)新的開(kāi)創(chuàng)性研究中，來(lái)自歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室、圖賓根大學(xué)、劍橋大學(xué)、于默奧大學(xué)和里斯本大學(xué)的研究人員比較了大量孤立生長(zhǎng)的細(xì)菌與復(fù)雜微生物群落中的細(xì)菌之間藥物與微生物群落的相互作用。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這些孤立生長(zhǎng)的細(xì)菌形成微生物群落時(shí)，人類(lèi)藥物對(duì)它們的影響會(huì)減弱。
相關(guān)研究結(jié)果于2024年9月24日在線發(fā)表在Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Emergence of community behaviors in the gut microbiota upon drug treatment”。
在這項(xiàng)研究中，研究人員探究了30種不同的藥物（包括針對(duì)傳染性和非傳染性疾病的藥物）如何影響32種不同的細(xì)菌。根據(jù)五大洲的數(shù)據(jù)，這32種細(xì)菌被選為人類(lèi)腸道微生物組的代表。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)某些耐藥細(xì)菌聚集在一起時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出保護(hù)其他對(duì)藥物敏感的細(xì)菌的群體行為。這種“交叉保護(hù)（cross-protection）”行為使這些敏感細(xì)菌在群落中正常生長(zhǎng)，而如果它們孤立生長(zhǎng)，它們就會(huì)被藥物殺死。
論文共同第一作者Sarela Garcia-Santamarina說(shuō)，“我們沒(méi)有預(yù)料到這么大的恢復(fù)力。令人非常驚訝的是，在多達(dá)一半的情況下，細(xì)菌物種在單獨(dú)生長(zhǎng)時(shí)會(huì)受到藥物的影響，但在群落中卻不受影響。”這就像一群朋友互相支持，即使面對(duì)強(qiáng)大的敵人也不輕易倒下。
研究團(tuán)隊(duì)隨后深入研究了這種交叉保護(hù)的分子機(jī)制。論文共同第一作者M(jìn)ichael Kuhn解釋說(shuō)，“這些細(xì)菌通過(guò)攝取或分解藥物來(lái)互相幫助。這些策略分別被稱為生物累積（bioaccumulation）和生物轉(zhuǎn)化（biotransformation）。”這就好比一些細(xì)菌朋友承擔(dān)了“解毒”的任務(wù)，保護(hù)其他朋友免受藥物的傷害。
論文共同通訊作者M(jìn)ichael Zimmermann說(shuō)，“這些發(fā)現(xiàn)表明，腸道細(xì)菌轉(zhuǎn)化和積累藥物的潛力比以前想象的要大。”這不僅改變了我們對(duì)腸道微生物的理解，也為開(kāi)發(fā)新的治療方法提供了新的思路。
不過(guò)，這種群落的力量也是有限度的。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，高濃度藥物會(huì)導(dǎo)致腸道微生物組中的微生物群落崩潰，這些交叉保護(hù)策略會(huì)被“交叉致敏（cross-sensitization）”所取代。在交叉致敏過(guò)程中，通常對(duì)某些藥物具有抗藥性的細(xì)菌在群落中會(huì)變得對(duì)這些藥物敏感——這與作者在藥物濃度較低時(shí)看到的情況恰恰相反。這就像在一個(gè)高劑量的藥物攻擊下，原本堅(jiān)強(qiáng)的朋友圈也會(huì)瓦解，甚至變得更加脆弱。
就像他們研究的細(xì)菌一樣，研究團(tuán)隊(duì)在這項(xiàng)研究中也采取了群體策略，將他們的科學(xué)優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)。作為一項(xiàng)具有前瞻性的實(shí)驗(yàn)，他們還利用交叉保護(hù)相互作用的新知識(shí)組裝了合成群落，這些群落在藥物處理后仍能保持其成分不變。
論文共同通訊作者Peer Bork說(shuō)，“這項(xiàng)研究為我們了解藥物如何影響腸道微生物組奠定了基礎(chǔ)。在未來(lái)，我們或許可以利用這些知識(shí)來(lái)定制處方，以減少藥物副作用。”論文共同通訊作者Kiran R. Patil補(bǔ)充說(shuō)，“為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們還在研究營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如何影響物種間的相互作用，這樣我們就能建立更好的模型，了解細(xì)菌、藥物和人類(lèi)宿主之間的相互作用。”
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