杜克大学学者揭示肠道微生物在抗生素治疗后如何“恢复”

肠道菌群与我们生活与健康息息相关，最新一项eLife研究成果提出了关于抗生素如何影响肠道微生物群的新见解。

文章一作，杜克大学Aspen Reese说：“肠道微生物菌群由一群微生物组成，当这些微生物受到干扰时，它们就会发生诸如感染之类的风险。虽然人们已经知道抗生素会杀死或阻止肠道细菌的生长，但并不清楚这些变化如何以及何时会影响肠道环境。”

为了了解这一问题，Reese等人分析了在使用广谱抗生素治疗期间和治疗后，微生物群发生了什么生态学变化。

在开始五天中，研究人员让小鼠食用了抗生素，抑制其肠道细菌。他们发现肠道的氧化还原电位（化学环境的衡量标准，评估生物体内呼吸作用难易程度）在在抗生素治疗过程中会增加。

虽然有证据表明这些氧化还原变化与宿主免疫系统有关，但是在没有免疫系统的人造肠道中，用抗生素治疗，肠道微生物群体时也发生这种转变。

“我们还发现，随着抗生素杀死细菌并降低它们在小鼠肠道中的代谢率，一种称为电子受体（electron acceptors）的氧化剂会增加，”Reese解释说，“这个新的环境状态意味着，经过治疗后重新聚合的微生物菌群与原始菌群存在很大差异。”

在抗生素治疗后立即出现的细菌，包括一些潜在有害的菌株，能够利用电子受体迅速生长。它们会耗费过多的资源，这些细菌恢复到正常状态。但这并不是说原始微生物菌群都恢复了。

“抗生素可能会导致一些肠道菌群中的某些微生物物种灭绝，因此需要来自小鼠外部的新的微生物移植物，在这种情况下来自同一笼中的未经治疗的小鼠，帮助它们恢复微生物菌群原始状态，”文章通讯作者，杜克大学分子遗传学和微生物学助理教授Lawrence David说。

总之，这些结果提出了抗生素如何重塑肠道微生物群的新生态学模型，发现氧化还原转变如何与肠道疾病相关，电子受体的变化为肠道细菌的抗生素后期再定化奠定了基础。

“在未来，我们的希望可以帮助开发药物，包括氧化还原电位的化学变化，或引入竞争对手的过量电子受体，帮助治疗微生物紊乱或预防抗生素相关感染，”Reese总结说。

原文：Antibiotic-induced changes in the microbiota disrupt redox dynamics in the gut

DOI号：10.7554/eLife.35987.001