我们的肠道栖息着数万亿细菌和其他微小微生物。这个社区被称为肠道微生物组,以多种方式帮助我们的身体。它分解食物、支持免疫系统、向大脑发送信号,并执行许多科学家仍在探索的其他功能。但是,当这种微生物平衡被破坏时——无论是由于有益细菌的流失还是错误的混合——都可能影响我们的整个身体。
我们已知抗生素会损害肠道微生物组,但斯坦福大学的一项新研究表明,许多常见药物(不仅限于抗生素)也能改变这种微妙平衡。这些变化可能影响我们的代谢、免疫系统和整体健康。
该研究发表在《细胞》杂志上,发现这些变化的主要原因是营养竞争。当药物减少某些细菌时,也会改变肠道中可用的营养物质。一些细菌利用这些变化而增殖,而另一些则消失。
研究高级作者、斯坦福大学黄凯思教授解释说,这些变化遵循明确模式。这意味着我们可能能够预测甚至预防药物对肠道的某些负面影响。
为探索这一点,研究团队从九名健康捐赠者处收集了粪便样本。他们在实验室中培养了这些样本中的微生物群落,并将其暴露于707种常见药物中。
首席研究员石汉铎博士观察了每种药物对细菌的影响。团队研究了细菌生长、群落组成和代谢物(微生物使用或产生的微小化学物质)的变化。
在所有测试药物中,141种改变了微生物组。某些药物即使短期使用也会导致永久性变化,甚至完全消灭特定细菌。主要原因在于:部分细菌对药物更敏感,而存活下来的细菌能更好地利用剩余营养物质。
石汉铎解释说,药物不仅杀死微生物,还会改变食物供应。适应新“自助餐”的细菌得以存活。这一见解帮助研究人员理解为何某些细菌 thriving 而其他消失。
尽管肠道微生物组极为复杂,斯坦福研究团队创建了计算机模型来预测不同药物对其的影响。这些模型考虑了两个关键因素:每种细菌对药物的敏感性,以及它们如何相互竞争营养。
这种新方法可帮助医生了解个体肠道对特定药物的反应。未来,我们或许能选择药物、饮食或益生菌,不仅基于其治疗疾病的效果,还基于其对肠道健康的保护作用。
石汉铎表示,这是一种思维转变:我们不再只关注药物对单一细菌类型的影响,而是审视肠道内部的整个生态系统。这有助于我们设计更好的治疗方案,维持微生物组健康。
展望未来,研究者希望利用这一知识创建肠道友好型饮食和药物组合。他们还在测试传统草药(使用数千年)对微生物组的影响。黄凯思教授认为草药疗法可能具有强大效果,但需要更多研究来理解其作用机制。
研究团队还计划利用新技术实时追踪微生物组变化,该技术可直接从小肠取样。他们正将研究范围扩大到包括饮食、饮水和运动等其他生活方式因素如何影响肠道细菌。
正如黄凯思教授所说,理解细菌如何竞争食物有助于我们预测肠道内发生的情况。这可以减少药物的不良副作用,并在未来带来更健康的治疗方案。
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