Nature子刊：当药物杀死肠道中的“好”细菌，耐药细菌会获得额外营养

当药物杀死肠道中的“好”细菌时，耐抗生素细菌获得额外的营养并茁壮成长。

　　

这是由伦敦帝国理工学院的科学家们领导的一项新研究得出的结论，这项研究可能会导致更好的患者风险评估和“微生物组疗法”治疗，以帮助对抗耐抗生素细菌。

有些抗生素针对的是特定的细菌，但有些抗生素是“广谱的”，这意味着它们可以杀死各种各样的细菌，包括导致感染的“坏”致病菌和生活在我们肠道里帮助消化和其他过程的“好”细菌。

碳青霉烯类是一种广谱抗生素，效果很好，但由于对有益细菌有负面影响，通常用作最后的手段。然而，肠杆菌科的一些致病菌甚至对碳青霉烯类具有耐药性，包括大肠杆菌菌株。这些致病菌在肠道内定植，但可以扩散到身体的其他部位，导致难以治疗的感染，如血液感染或复发性尿路感染。

现在，一项新的研究表明，这些耐药细菌在使用抗生素后如何茁壮成长，使它们在肠道中繁殖，形成致病细菌的“水库”。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

营养多，损伤少

为了确定抗生素的效果，研究小组在实验室中对人类粪便样本进行了测试，同时对小鼠进行了实验，并对碳青霉烯耐药肠杆菌科(CRE)进行了实验室测试。

肠道中的细菌，无论是“好”还是“坏”，都需要营养来生长和繁殖。实验表明，当抗生素杀死有益细菌时，致病菌能够利用由于竞争减少而获得的额外营养。

研究小组还表明，杀死有益细菌可以降低代谢物的水平，代谢物是抑制致病菌进一步生长的废物。这有助于致病菌的繁殖。

来自帝国理工大学生命科学系细菌耐药生物学中心的第一作者Alexander Yip说:“了解抗生素如何导致碳青霉烯抗性肠杆菌科在肠道中生长意味着我们可以开发新的治疗方法来限制它们在肠道中的生长，这将导致这些抗生素耐药性感染的减少。”

微生物组治疗

该团队目前正在研究干扰这一过程的方法。首先，他们想要确定在没有抗生素的情况下，哪些有益细菌能够“胜过”致病菌;哪些有益细菌能够更好地利用相同的营养物质，并产生限制致病菌生长的代谢物。

有了这些信息，他们希望创造出“微生物组疗法”。来自帝国理工大学生命科学系的首席研究员朱莉·麦克唐纳博士解释说:“当病人服用抗生素时，我们可以给他们提供抑止代谢物，以限制耐药细菌的生长。”在病人停止服用抗生素后，我们可以给他们一种有益的肠道细菌混合物，以帮助他们的肠道微生物群恢复，恢复营养物质的消耗，并恢复抑制性代谢物的产生。

“这些微生物组疗法可以降低患者发生侵袭性抗生素耐药感染的风险，减少慢性定植患者侵袭性CRE感染的复发，并减少CRE向易感患者的传播。”

研究人员表示，在短期内，他们的研究结果可以用来帮助降低患者肠道中含有CRE的风险。例如，临床医生可以避免开出提高某些营养素和消耗某些代谢物的抗生素。医生还可以对患者的粪便样本进行这些营养物质和代谢物的筛查，以确定那些CRE定植风险增加的患者。

Journal Reference:

1. Alexander Y. G. Yip, Olivia G. King, Oleksii Omelchenko, Sanjana Kurkimat, Victoria Horrocks, Phoebe Mostyn, Nathan Danckert, Rohma Ghani, Giovanni Satta, Elita Jauneikaite, Frances J. Davies, Thomas B. Clarke, Benjamin H. Mullish, Julian R. Marchesi, Julie A. K. McDonald. Antibiotics promote intestinal growth of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae by enriching nutrients and depleting microbial metabolites. Nature Communications, 2023; 14 (1) DOI: 10.1038/s41467-023-40872-z).