於默奧大學和塔爾圖大學的研究人員發現,由於抗生素驅動的微生物群變化,重複使用抗生素的病史會導致腸道正常保護性黏液屏障( protective mucus barrier of the gut)出現缺陷。在進一步的研究中,研究人員發現了一種不依賴細菌的機制,抗生素可以直接破壞黏液屏障。
研究結果發表在科學期刊《腸道微生物》和《科學進展》。
“這兩項研究共同證明,抗生素可以通過至少兩種獨立的機制損害粘液層,並且它們可能通過改變腸道細菌而產生長期影響。這進一步支持了抗生素應該以負責任的方式使用的觀點。 ” 於默奧大學分子生物學系感染生物學講師Björn Schröder 說。
雖然抗生素無疑是對抗細菌感染的寶貴資源,但越來越明顯的是,如果過度使用或濫用,它們也會對我們的健康構成嚴重風險,包括造成腸道問題。先前的研究已經顯示短期抗生素治療對腸道環境的影響,但尚不清楚過去幾年重複使用抗生素如何影響我們的腸道。
為了解決這個問題,於默奧大學的 Björn Schröder 和他的團隊與愛沙尼亞塔爾圖大學的研究小組合作,建立了一個具有深度特徵的個人群體,提供糞便樣本和健康記錄。
研究人員選擇了過去至少服用過五個療程抗生素但在收集糞便前六個月內未服用過抗生素的個體,並將他們的微生物群組成與過去十年內未服用任何抗生素的個體進行了比較。
「分析揭示了腸道細菌組成的變化,即使很久以前就服用了抗生素。這些結果證實,重複使用抗生素會對腸道細菌組成產生持久影響,這種影響在最後一次治療後至少會持續幾個月,”說Kertu-Liis Krigul,塔爾圖大學博士生。
將人類微生物群移植到小鼠體內,並使用專門的方法分析腸道黏液功能後,研究人員發現,移植有重複使用抗生素史的人類細菌的小鼠,黏液層功能受到破壞。黏液的膨脹減少,黏液層變得可滲透,使細菌更靠近腸壁。
「更詳細地觀察腸道中存在的細菌,我們可以看到已知以黏液層為食的細菌在這些小鼠體內的含量較高。這進一步支持了腸道細菌在確定黏液屏障的作用方面的作用。
另一項國際合作進行的另一項研究進一步證明,抗生素還可以以不依賴腸道細菌的方式直接破壞黏液屏障。
透過給正常和「無菌」小鼠注射抗生素萬古黴素,研究人員能夠證明這種抗生素可以直接作用於黏液屏障,而不依賴腸道細菌。於默奧大學對腸道組織進行了補充實驗,結果顯示抗生素可以在使用後幾分鐘內破壞黏液擴張。
事實:我們的腸道細菌
我們的腸道細菌對於消化食物和訓練免疫系統至關重要。然而,它們的活動必須受到我們身體的仔細調節,以避免危害我們的健康。腸道內襯有不斷擴大的黏液層,細菌通常無法穿過此黏液層。如果腸道環境受到干擾,例如飲食改變或使用抗生素,黏液屏障可能會失去正常功能的能力。這使得細菌能夠到達腸道內壁並導致發炎,甚至可能導致發炎症性腸道疾病等疾病的發生。
某些腸道細菌以黏液屏障的成分為食,從物理上使黏液屏障層變薄。儘管在健康腸道中含量較低,但(腸道菌)過度「進食」(黏液)會損害黏液屏障功能。
參考文獻:
- Jasmin Sawaed, Lilach Zelik, Yehonatan Levin, Rachel Feeney, Maria Naama, Ateret Gordon, Mor Zigdon, Elad Rubin, Shahar Telpaz, Sonia Modilevsky, Shira Ben-Simon, Aya Awad, Sarina Harshuk-Shabso, Meital Nuriel-Ohayon, Michal Werbner, Bjoern O. Schroeder, Amir Erez, Shai Bel. Antibiotics damage the colonic mucus barrier in a microbiota-independent manner. Science Advances, 2024; 10 (37) DOI: 10.1126/sciadv.adp4119
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