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抗生素治疗后可能会出现肠道感染。为什么?

健康 89xy 1周前 (11-18) 7次浏览

斯坦福大学医学院的科学家解释了为什么抗生素治疗后,两种潜在的致命病原体在肠道的恶劣环境中找到了立足点。

研究人员在《自然》杂志上写道,他们的发现可能有助于确定抗生素治疗后抵消“友好肠道细菌”减少的影响的方法。

在使用抗生素的过程中,几种肠道病原体会导致严重的问题。资深作者贾斯汀·索南伯格博士说:“抗生素为这些病原体打开了大门。但是,具体是如何发生的,我们还不太清楚。”

作者解释说,口服抗生素后24小时,肠道中碳水化合物的可用性显著增加。碳水化合物的暂时过剩,加上肠道中“有益细菌”的减少,使得至少两种潜在的威胁生命的病原体快速繁殖。

在过去的十年里,科学家们在了解包括人类在内的每一种健康哺乳动物大肠中的“复杂微生物生态系统”中发生了什么方面取得了巨大的进展。

在一个典型的健康人体肠道内,大约有1000种不同类型的微生物和谐共存。这些居住在这个充满挑战但又不富裕的生态环境中的细菌菌株适应得非常好,事实上,如果没有它们,我们将很难生存。

友好的肠道细菌合成维生素,它们是指导我们免疫系统的关键,它们参与我们自身组织的发育和维护——它们甚至有助于调节血压。

抗生素药物摧毁了这个肠道微生物生态系统
。好的细菌在几天内开始快速繁殖,一个月内就恢复正常数量。然而,根据作者的说法,“生态系统似乎遭受了一些组成菌株的永久损失”。

科学家们将这些友好的细菌比作一种草坪,它能击败杂草(病原菌),就像流经我们肠道的丰富肥料。以前的研究表明,我们友好的虫子会分泌化学物质,阻止病原菌的控制。

有一种理论认为,当我们内部的微生物生态系统被破坏时,我们的免疫系统的反应能力就会受到影响。

索南伯格说:

“虽然这些假设绝不是相互排斥的,但我们的工作特别支持这样的观点,即我们的常驻微生物通过争夺营养物质来抑制病原体。”

当这些防御被削弱时,通常发生在开始抗生素疗程后不久,掠夺性病原体,如艰难梭菌
,能够建立立足点。

这两种寄生入侵者一旦繁殖到足够数量,就会引发炎症。虽然炎症不是恢复良好细菌的良好环境,但艰难梭菌
和沙门氏菌在其中繁殖

索南伯格和他的同事们专注于肠道中的两种特殊营养物质——岩藻糖和唾液酸——它们都是糖家族的成员。这些不是大多数人熟悉的糖,但它们对健康生存至关重要,在人体的每个细胞中都有产生。它们也存在于乳制品、鸡蛋和肉类中。

肠道细菌吃粘液

排列在肠道中的细胞挤压出熟悉的和外来的长链糖,这些糖连接在一起形成粘液。

粘液有两种功能:

  • 它阻止常驻微生物通过肠壁进入血液
  • 它是包括唾液酸和岩藻糖在内的多种糖类的重要食物来源,对常驻微生物而言
  • 索南伯格说:“我们的肠道微生物已经非常擅长吃粘液了。”

    索南伯格和他的同事在无菌环境下培养的实验室小鼠上进行了实验。这些小鼠与正常小鼠非常不同——它们的肠道没有细菌。

    科学家们将一种细菌菌株引入这些无菌动物体内——多形拟杆菌
    ,这是一种友好的细菌菌株,存在于正常小鼠和人类的肠道中。B. theta
    具有从悬挂在肠内壁的粘液链中撬开糖分子的酶。B. theta
    缺乏分解唾液酸分子的酶。

    对于bθ
    来说,松开它不能分解为食物的糖分子似乎是毫无意义的。然而,在正常的肠道中,还有其他几种微生物可以分解唾液酸和岩藻糖分子。正常的肠道充满了微生物,可以切碎bθ
    不能但需要的食物。

    作者称之为物物交换系统,生态学家称之为共生。(也许bθ
    松开这些糖残基,到达下面其他可食用的糖残基。(

    抗生素治疗后可能会出现肠道感染。为什么?

    在许多实验中,科学家们将艰难梭菌
    或鼠伤寒沙门氏菌
    菌株引入到先前装载了B. theta
    的无菌小鼠中。当这两种细菌菌株在接受抗生素的患者中引起疾病时,它们都有潜在的生命威胁。它们也消耗唾液酸作为能量,但不能将其从肠粘液中释放出来。

    在发现艰难梭菌
    既不能疏松岩藻糖也不能消耗岩藻糖后,研究小组集中研究了这两种病原体如何利用唾液酸。

    科学家模拟了一个被抗生素破坏的肠道微生物生态系统

    通过将一种致病和一种友好的细菌菌株引入以前无菌的小鼠肠道,研究人员可以证明,在缺乏完整的微生物肠道生态系统的情况下,唾液酸的水平显著增加,这将阻止这些水平的飙升。在老鼠的肠道中只有一种好细菌,这是一个抗生素毁灭的肠道微生物生态系统的近似。


    和鼠伤寒沙门氏菌
    在存在这些糖而没有其他竞争微生物的情况下复制更快。
    产生了唾液酸过剩,这是致病菌株

    的盛宴。

    科学家随后观察了抗生素可能对肠道生态系统“正常”的小鼠产生的影响。他们报告了相同的唾液酸增加和致病菌的群体爆炸。如果小鼠只接受抗生素治疗,而不接触病原体,唾液酸水平在大约三天内恢复正常,因为良好的细菌开始恢复。

    索南伯格说:

    “肠道中的坏人正在清除好人释放的营养物质,好人是抗生素造成的附带损害的受害者。抗生素导致我们友好的肠道细菌无意中帮助这些病原体。

    我们认为肠道中的细菌病原体分两步导致疾病。其他人已经表明,一旦这些病原体达到足够的数量,它们就会使用引发炎症的技巧来消灭我们的常驻友好微生物,而不会对病原体本身造成任何代价,因为它们已经进化出了处理它的方法。但首先,他们必须克服一个关键障碍:在没有他们试图诱发的炎症的情况下,他们必须以某种方式达到临界质量。我们的工作显示了他们在服用一剂抗生素后是如何进行的。它们利用被杀死的共生微生物留下的肠粘液中释放出的可利用的糖中的暂时spi ke。”

    该团队相信,有一天我们可以创造一种药物,抑制友好肠道细菌用来从粘液中释放唾液酸的酶,从而剥夺病原体的盛宴。这种药物可以和抗生素一起使用。他们补充说,快速消化唾液酸的细菌菌株形式的益生菌也可以达到类似的效果。

    这项研究由巴勒斯·韦尔科姆基金和美国国立卫生研究院资助。


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