我们的肠道微生物组由数万亿生活在肠道中的细菌及其他微生物构成。这些微生物帮助身体分解食物、协助免疫系统运作、向大脑传递化学信号，并可能执行诸多研究人员仍在探索的功能。当微生物组失衡——有益菌数量不足或微生物组合不当——可能影响全身健康。
许多研究者已意识到抗生素会扰乱肠道微生物组，但其他药物同样能重塑这一微生物群落却未被充分重视。在2025年11月17日发表于《细胞》期刊的研究中，斯坦福大学团队系统分析了707种临床常用药物如何影响肠道数万亿微生物，其影响可能波及新陈代谢、免疫系统反应及整体健康。
研究表明，微生物组的多数变化源于营养竞争：药物减少特定细菌种群并改变营养可获得性，最能适应这些变化的细菌得以存活。
"这项工作揭示，药物诱导的微生物组紊乱遵循可预测的生态规律，这为预见甚至预防肠道健康副作用打开了大门，"斯坦福大学工程学院与医学院微生物学与免疫学勒拉二世讲席教授、论文资深作者黄克表示，"它对药物设计、个性化医疗及微生物组弹性具有深远意义。"
营养争夺战
粪便中的细菌能合理反映消化系统内的微生物状况。为探究不同药物对肠道微生物组的影响，斯坦福团队利用9份供体粪便样本培养微生物群落，并用707种临床相关药物进行系统性测试。
在博士后研究员史含朵带领下，研究人员检测了不同细菌物种的生长变化、群落构成及代谢组——即微生物产生和消耗的小分子代谢物混合物。他们发现141种药物改变了样本微生物组，即便是短期治疗也会产生持久影响，甚至彻底清除某些微生物物种。驱动群落对药物抑制产生反应的主要力量是营养竞争。
"肠道细菌的胜败者往往可通过理解它们对药物的敏感度及食物竞争关系来预测，"论文第一作者史含朵指出，"换言之，药物不仅杀死细菌，还重塑了肠道'自助餐'格局，这种重塑决定了哪些细菌胜出。"
尽管细菌群落结构复杂，研究人员仍创建出数据驱动的计算机模型，能准确预测其对特定药物的反应。模型纳入不同细菌物种对药物的敏感度及竞争格局——本质上是谁与谁争夺何种营养。
该研究为预测个体微生物群落随药物产生的变化提供了框架，未来或能帮助科学家寻找预防此类变化或更易恢复健康肠道微生物组的方法。
"我们的研究推动认知转变：从认为药物作用于单一微生物，转向认为药物作用于整个生态系统，"史含朵表示，"若能理解并模拟生态系统反应，未来选择药物及配套饮食或益生菌时，不仅能依据其治疗疾病的效果，还可考量其对维持或促进健康微生物组的作用。"
构建肠道友好型未来
研究人员希望，这种对塑造肠道微生物组力量的新理解，能助力设计更温和的肠道友好型饮食、益生菌及药物组合。他们正将当前工作扩展至小分子药物之外，对已被部分社区使用数千年的传统草药进行类似测试。
"我认为传统草药是极具潜力但尚未开发的临床资源，但要加以利用，我们必须理解其真实作用机制，"黄克表示，"其中一些对微生物组产生巨大影响。"
黄克计划使用可摄入技术直接从小肠取样，以更近距离观察微生物组实时变化。他正与斯坦福人类微生物组研究中心的同事运用此框架，研究饮食、水源、运动及其他外源物质对肠道微生物组的影响。
"理解微生物如何争夺食物，实际上解释了药物附带损害的很大一部分，"黄克强调，"它使我们能预测谁将存活、谁将消亡，让随之而来的混乱变得直观可解。我认为这才是我们最兴奋的发现。"
更多信息：史含朵等，《营养竞争预测药物扰动下的肠道微生物组重组》，《细胞》(2025)。DOI: 10.1016/j.cell.2025.10.038
期刊信息：《细胞》
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