科学家揭示了抗生素治疗后肠道微生物如何恢复

关于抗生素如何影响肠道微生物群 - 生活在我们体内的微生物群落的新见解 - 已发表在eLife杂志上。小鼠研究暗示了维持健康微生物组或控制有害致病细菌入侵的新方法。

“肠道微生物组由一群微生物组成，当受到干扰时，会使宿主暴露于感染等风险中，”第一作者Aspen Reese说道，他在博士期间领导了这项研究。美国北卡罗来纳州杜克大学的学生。“虽然众所周知抗生素会杀死或阻止肠道中细菌的生长，但目前尚不清楚这些变化究竟是何以及何时影响肠道环境。”

要了解更多关于这个问题，里斯和她的团队试图了解生态变化期间和之后发生菌群处理与对多种有害细菌作用的广谱抗生素治疗。

科学家们开始在五天内给小鼠施用抗生素，以广泛抑制其肠道细菌。他们发现，肠道的氧化还原电位 - 化学环境的衡量标准，包括估计生物体在其中呼吸的容易程度 - 在抗生素治疗下增加。虽然有证据表明这些氧化还原变化与宿主免疫系统有关，但当在没有免疫系统的人工肠道中用抗生素治疗肠道微生物群落时，也发生了变化。

“我们还看到，随着抗生素去除细菌并降低其在小鼠肠道中的代谢率，氧化剂被称为电子受体增加，”Reese解释说。“这种新的环境状态意味着治疗后重新定殖的微生物群落看起来与原始社区截然不同。”

处理后立即出现的细菌，包括一些可能有害的物种，能够利用电子受体快速生长。随着他们的成长，他们耗尽了多余的资源，导致肠道环境恢复到正常状态。然而，这并不能保证原始微生物群落的恢复。

“抗生素可能会驱使一些微生物在一个肠道群落中灭绝，因此来自小鼠体外的新型微生物移民 - 在这种情况下来自同一笼子中未经治疗的小鼠 - 可能需要将微生物群恢复到其原始状态，”资深作者说。劳伦斯大卫，杜克大学分子遗传学和微生物学助理教授。

总之，这些结果表明抗生素如何重塑肠道微生物组以及氧化还原变化如何与肠道疾病相关的新生态模型，电子受体可用性的变化为肠道细菌的抗生素后重新定殖奠定了基础。

“将来，我们的工作可以帮助研究药物的开发，这些药物包括化学改变氧化还原电位，或引入竞争对手的过量电子受体，帮助治疗微生物疾病或预防抗生素相关感染，”Reese总结道。