《自然·医学》发表的一项里程碑式研究揭示,单次抗生素疗程对人类肠道微生物组的“足迹”可持续长达8年。通过分析14979名瑞典成年人的个体层面处方数据,研究人员发现特定类别的抗生素在初始治疗后很久仍会显著降低微生物多样性并改变物种丰度[1]。
“我们可以看到,早在4到8年前使用抗生素与当今一个人肠道微生物组的组成有关。即使是单一疗程的特定类型抗生素也会留下痕迹,”该研究的第一作者、乌普萨拉大学前博士生、医学博士、理学硕士Gabriel Baldanzi表示。
虽然抗生素会导致肠道菌群急性紊乱已是公认事实,但这项研究提供了长期后果的前所未有证据。研究人员将粪便宏基因组与瑞典处方药登记册相关联,追踪了8年期间的抗生素使用情况。粪便宏基因组学数据来自瑞典的三个基于人群的队列:瑞典心肺生物成像研究(SCAPIS,n=8488)、瑞典医疗基于人群的生命历程与环境研究基础设施(SIMPLER,n=4784)以及马尔默后代研究(MOS,n=1707)。他们发现,采样前4至8年的抗生素使用仍与约10%至15%的研究物种的α多样性降低和丰度改变相关[1,2]。
该研究确定了三种影响最深远抗生素类别:克林霉素、氟喹诺酮类和氟氯西林。例如,在采样前一年内服用单次克林霉素疗程,平均会导致47种微生物物种丧失。值得注意的是,窄谱青霉素——氟氯西林——显示出令人惊讶的强大影响,主要影响Bacillota A门。
相反,青霉素V、广谱青霉素和呋喃妥因与最小的长期变化相关。这些发现表明,抗生素的临床选择可能对患者的内生态系统产生持久影响。
对于初级保健医生而言,这些发现为抗菌药物管理增添了新的维度。除了抗生素耐药性的即时担忧外,临床医生还必须考虑慢性微生物组破坏的可能性。该研究将抗生素相关菌种——如Sellimonas intestinalis和Ruminococcus B gnavus——与更高的体重指数、血清甘油三酯和C反应蛋白水平联系起来。这些改变可能导致2型糖尿病、心血管疾病和炎症性肠病的长期风险。
首席研究员、哲学博士Tove Fall强调,当在两种同等有效的治疗方法之间做出选择时,临床医生应优先考虑对肠道微生物组预期影响较小的选项。随着宏基因组学领域的发展,这种“保护微生物组”策略可能成为门诊感染性疾病管理的核心。
Patient Care Online与研究员Baldanzi坐下交流,了解更多关于抗生素如何能在数年内影响肠道微生物组的信息。
Patient Care Online: 您的研究表明,抗生素可在4至8年内对肠道微生物组留下“足迹”;您能解释这个持续时间的重要性吗?
Gabriel Baldanzi: 以往的干预研究对个体进行了长达18个月的随访,发现了这种“足迹”的证据。其他像我们这样的观察性研究考察了过去10年中抗生素处方数量与肠道微生物组之间的关联。然而,这些研究并未区分近期和过去的抗生素使用,也未区分不同抗生素类别。此外,这些研究未在分析中考虑混杂因素。混杂因素是指抗生素使用者与非使用者之间的差异,这些差异也与肠道微生物组相关。例如,2型糖尿病患者更可能需要抗生素,并且他们的肠道微生物组组成与无糖尿病的人不同。总之,我们的研究表明,即使在考虑了更近期的抗生素使用和潜在混杂因素后,4-8年前的抗生素使用仍与肠道微生物组组成相关。这以前从未做过,代表了迄今为止最强的证据,表明抗生素产生的肠道微生物组变化可以持续如此之久。
Patient Care Online: 该研究利用了瑞典处方药登记册以及近15000名成年人的粪便宏基因组。这种特定的数据基础设施如何能够提供小型短期研究可能遗漏的见解?
Gabriel Baldanzi: 小型短期研究提供了关于随访期间观察到的肠道微生物组变化的极好证据。然而,对个体进行数年随访变得不切实际且昂贵。此外,微生物组在个体间差异很大,因此小型研究可能无法区分抗生素的影响与肠道微生物组的自然生物变异。瑞典处方药登记册记录了2005年以来所有门诊患者配发的抗生素,使我们能够检查甚至长达8年前处方的抗生素治疗与微生物组的关联。此外,大样本量使我们能够将低流行率和/或低丰度细菌的改变与抗生素使用联系起来。这些改变在样本量较小的研究中很可能无法检测到。
Patient Care Online: 为什么克林霉素、氟喹诺酮类和氟氯西林与微生物组变化的关联性明显强于其他药物?
Gabriel Baldanzi: 抗生素可能通过两个主要原因对肠道微生物组产生重大影响。第一个是活性谱——即抗生素可能杀死哪些细菌。氟喹诺酮类已知能杀死多种细菌,包括革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。第二个原因是如何从体内清除抗生素。某些抗生素,包括克林霉素,会经历所谓的肠肝循环。这意味着它们被肠道吸收进入血液,然后又被肝脏分泌回肠道。因此,这些抗生素可以在肠道(包括结肠最后部分,即大部分肠道微生物组所在的位置)达到非常高的浓度。氟氯西林使用与肠道微生物组组成之间的强关联是一个惊喜,因为这种抗生素被认为具有窄谱活性,主要针对革兰氏阳性菌。因此,我们的发现可能与氟氯西林的肠肝循环有关。然而,据我们所知,氟氯西林在肠道内的水平尚未被充分表征。
Patient Care Online: 该研究表明,即使是单次疗程也会在多年后留下痕迹。这一发现应如何影响标准患者咨询中的“风险-获益”讨论?
Gabriel Baldanzi: 抗生素是拯救生命的重要药物。同时,抗菌药物耐药性的出现是对抗生素治疗效果的主要威胁。尽管抗生素对肠道微生物组的影响令人不悦,但抗菌药物耐药性仍应是限制抗生素使用的主要原因。
Patient Care Online: 流行病学研究已将高抗生素使用与2型糖尿病和胃肠道感染风险增加联系起来。基于您的发现,微生物组的“长期足迹”在这些疾病的发病机制中扮演什么角色?
Gabriel Baldanzi: 这绝对是一个需要更多研究的领域。我们观察到,某些抗生素的使用与某些细菌的丰度较高有关,而这些细菌在2型糖尿病患者中也更为丰富。然而,这并非最终证据表明抗生素引起的肠道微生物组变化促成了2型糖尿病的发病机制。我们的结果可以为未来研究指明哪些肠道微生物组改变更可能涉及其中。关于病毒性和常见细菌性胃肠道感染,还有更多工作要做。对于由艰难梭菌引起的胃肠道感染,抗生素使用与这种感染之间的联系已得到充分证实,而肠道微生物组的急性变化被认为是主要驱动因素。
Patient Care Online: 当前的数据依赖于每位参与者的单次粪便样本。在研究微生物组这样的动态系统时,这种“快照”方法有哪些固有局限性?
Gabriel Baldanzi: 好问题。可能有一些抗生素诱导的改变我们无法仅通过每个参与者一份样本检测到,尤其是那些在大多数个体中不存在或在个体间丰度差异很大的菌种。我们高度确信检测到的改变确实存在,但反复从同一批个体中取样将有助于我们获得关于变化幅度和恢复速度的更精确估计。
注:以上文稿已为语法和清晰度进行了轻度编辑。
参考文献:
- 抗生素可在数年内影响肠道微生物组。EurekAlert! 发表于2026年3月11日。2026年3月16日访问。
- Baldanzi G, Larsson A, Sayols-Baixeras S, 等. 来自14979名个体个体层面处方数据的抗生素使用与肠道微生物组组成关联。《自然·医学》在线发表于2026年3月11日:1-11. doi:10.1038/s41591-026-04284-y
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