抗生素的阴暗面以及我们能做些什么

早在13世纪，学者们就提出疾病是由肉眼看不见的“无形实体”引起的。然而，直到17世纪70年代安东尼·范·列文虎克发明了他的显微镜，这一理论才开始受到关注。就像在显微镜下看到微小的“微生物”使这一领域取得了进展一样，21世纪的科学家需要开发合适的工具来揭示微生物对人类健康的全面影响。

长期以来，观察性研究一直表明肠道微生物与代谢性疾病之间存在联系。然而，如果没有工具来证明许多人所观察到的，那么肠道微生物组是主要的盲点吗生物医ob欧宝直播nba学研究．只有在过去的几十年里，随着高通量测序和复杂分析方法的出现，研究人员才能够进行因果研究，帮助这一关键研究领域最终蓬勃发展。

从那时起，研究表明，破坏肠道微生物的微妙平衡可能会对健康和疾病产生广泛的影响。生态失调，或肠道紊乱微生物组它不仅与糖尿病等常见的代谢疾病有关，还可能影响到多发性硬化症、癌症等自身免疫性疾病，甚至阿尔茨海默病等认知障碍。

虽然各种因素都可能导致肠道生态失调，但有一个特别的罪魁祸首:抗生素。尽管自近一个世纪前那场著名的致命事故导致亚历山大·弗莱明发现青霉素以来，抗生素已经拯救了数百万人的生命，但事实证明，抗生素是一把双刃剑。因为它们不分青红皂白地杀死细菌——不管是好的还是坏的——抗生素的使用会导致这些社区的平衡被打破，导致无数的问题，其中之一就是肥胖。

早期接触的影响

与成人一样，儿童肥胖在世界各地也日益成为一种流行病。1975年，5-19岁的儿童中只有4%超重或肥胖，到2016年，这一数字上升到18%以上。这一问题在亚洲尤为严重，2019年，在3800万5岁以下超重儿童中，亚洲占了近一半。儿童肥胖绝不是一个暂时的问题，它可能会对人的一生产生影响，与2型糖尿病和心脏病等一系列健康问题的发展有关。

虽然人们认为日益富裕和久坐不动的生活方式是儿童肥胖增多的原因，但科学家们怀疑，过度使用抗生素也可能是原因之一。a *STAR新加坡临床科学研究所(SICS)的研究科学家陈玲薇(Ling-Wei Chen)解释说:“肠道菌群失调是引发肥胖的影响因素之一。”“主要原因是能量平衡、脂质代谢紊乱，以及对内分泌功能的潜在相关下游影响。”

Chen与SICS的首席研究员Neerja Karnani和Yung Seng Lee领导的团队一起假设，早期接触抗生素可能会改变肠道微生物群，从而影响儿童的新陈代谢，从而影响他们的肥胖风险。尽管之前的研究表明这种机制可能在小鼠身上起作用，但几乎没有证据表明在人类身上也会发生同样的情况。因此，研究人员进行了首次人体研究，检查抗生素暴露对儿童肠道微生物群的影响，特别关注是否抗生素的使用导致肥胖。

这项研究使用了调查数据该研究是由SICS、新加坡国立大学、KK妇女儿童医院和国立大学医院合作开展的一项研究计划，是“在新加坡成长走向健康结果研究”(GUSTO)的一部分。对一千多对母婴进行了长达五年的跟踪调查，数据显示，在出生一年内接受抗生素治疗的婴儿更有可能在五岁前肥胖，特别是如果他们接受了三个或更多疗程的抗生素治疗，或者在6-12个月大的时候接受过抗生素治疗。

为了更深入地研究他们的结果，研究人员还利用24个月大时采集的粪便样本对儿童的肠道微生物组进行了测序。他们发现，抗生素的使用改变了肠道微生物群，减少了哈利氏真杆菌等物种，而增加了Tyzzerella 4，这些变化与更高的肥胖风险有关。

Karnani说，这些发现对医疗实践具有重要意义。她解释说，尽管在某些情况下抗生素可能是必要的，但医生和护理人员应该平衡给儿童使用抗生素的好处和风险。

Karnani补充说:“了解与生命早期肠道微生物群失调有关的因素及其与代谢逆境的关系，有助于早期干预和减少肥胖对社会的负担。”

恢复平衡

肠道微生物组测序研究，就像Chen和同事所做的那样，已经由于最近的技术进步而成为可能。确定生活在特定环境中的微生物(如肠道)的特征的能力——被称为宏基因组学——使研究人员能够比较种群和干预措施的效果。另一方面，研究人员也可以利用这些信息来开发操纵微生物群落的治疗方法。

例如，新加坡a *STAR基因组研究所(GIS)的高级小组负责人Niranjan Nagarajan使用宏基因组学来识别“关键”细菌，这些细菌在抗生素治疗后会促进肠道的健康重新定植。Nagarajan和他的团队比较了来自新加坡、加拿大、英国和瑞典的患者的肠道微生物群，发现这些患者可以分为“恢复期”和“非恢复期”。

Nagarajan说:“恢复者表现出‘u型’多样性，他们的肠道微生物群多样性在抗生素治疗后的特定时期内反弹。”“另一方面，非恢复者在抗生素治疗后的同一特定时期内，肠道微生物群的多样性仍然很低。”

通过这种方法对患者进行分类，研究人员可以找到细菌种类这可能有助于微生物群多样性的恢复。他们发现了21种与恢复相关的细菌物种，即RABs，因为在四个研究队列的患者中，至少有两个患者在接受抗生素治疗后与肠道微生物群的恢复有显著关联。

就像食物网在海洋或热带雨林中，肠道中不同种类的细菌形成复杂的相互作用，少数初级物种被证明对许多二级和三级物种的生存至关重要，这些物种在本质上更具协同作用。研究人员使用计算方法将RABs纳入肠道微生物食物网，在21种RABs中确定了一级和三级物种。

在测试其结果的实际应用时，研究小组发现，同时给小鼠接种一级和三级RABs可使绝对微生物丰度的恢复提高100倍。与只接受第三种或对照物质的小鼠相比，这些小鼠在接受抗生素治疗后，肠道微生物群的多样性也更高。

Nagarajan指出:“这些发现对于提高我们对肠道微生物群如何恢复以及在这一过程中发挥关键作用的微生物种类的理解至关重要。”“21个RAB物种可以潜在地用于治疗和诊断目的，以恢复抗生素干扰后的肠道微生物群。”

戴着手套工作

虽然这两项研究都是从抗生素在美国，他们通过不同但互补的研究方向来研究:对环境的影响人类健康以及找到治疗和诊断解决方案的潜力。

通过A*STAR的综合研究基础设施和建立各种保健和技术举措，这些多样化但相互关联的研究方向成为可能。例如，该研究所参与了开创性的全人群合作研究，如GUSTO，为研究人员提供了研究肠道微生物组在一系列环境中以及在各种人群、因素和疾病中的影响的机会。

与此同时，A*STAR的综合组学研究计划等举措通过促进新的和改进的工具(如OPERA-MS，由GIS的研究人员开发，以增强宏基因组学方法)的发展来补充这些研究，以超越研究人员努力的可能性。在这些工具的帮助下，A*STAR研究人员正在推进我们对肠道微生物群的理解，就像近四个世纪前van Leeuwenhoek的自制显微镜第一次让人类看到微生物的存在一样。

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