Nature子刊：诱导缺铁破坏肠道微生物群

　　

在FWF资助的卓越集群“微生物组驱动地球健康”的框架内进行的一项开创性的新研究中，来自维也纳大学的科学家与南安普顿大学、奥尔堡大学和波士顿大学合作，揭示了广泛使用的帕金森病药物恩他卡朋通过诱导铁缺乏显着破坏人体肠道微生物组。这项发表在《Nature Microbiology》杂志上的研究，为经常被忽视的人类靶向药物对微生物群落的影响提供了新的见解，而微生物群落在人类健康中起着至关重要的作用。

众所周知，抗生素会严重破坏人体肠道微生物群，但新兴研究表明，各种针对人类的药物，尤其是那些用于治疗神经系统疾病的药物，也会深刻影响我们体内的微生物群落。尽管这些药物对不同的器官有预期的治疗效果，但它们可能会无意中破坏肠道微生物的平衡，导致潜在的健康后果。到目前为止，大多数调查这些相互作用的研究要么依赖于受许多混杂因素影响的患者队列分析，要么依赖于使用分离肠道细菌的实验，这些实验不能完全捕捉人类微生物组的复杂性。

一种研究药物-细菌相互作用的新研究设计

使用一种新颖的实验方法，国际团队研究了两种药物——恩他卡朋和洛沙平（一种治疗精神分裂症的药物）对健康人类捐赠者粪便样本的影响。他们用这些药物的治疗浓度孵育样品，然后使用先进的分子和成像技术分析对微生物群落的影响，包括重水标记结合受激拉曼光谱（SRS）。研究小组发现，洛沙平甚至恩他卡朋严重抑制了许多微生物组成员，而大肠杆菌在恩他卡朋的存在下急剧扩张。

这项研究的主要作者，维也纳大学的前博士后研究员Fatima Pereira说：“当我们检查微生物活动时，结果更加惊人，而不仅仅是它们的丰度。重水-SRS方法使我们能够观察到肠道微生物组中微妙但重要的变化，这些变化在传统的基于丰度的测量中经常被遗漏。”

恩他卡朋诱导铁饥饿，有利于致病微生物

研究人员假设恩他卡朋可能会干扰肠道中铁的可用性，而肠道是许多微生物的重要资源。他们的实验证实，在含有恩他卡朋的粪便样本中添加铁可以抵消这种药物改变微生物群的作用。进一步的研究表明，在这些条件下繁殖的大肠杆菌携带了高效的铁摄取系统（肠杆菌铁载体）。这个系统允许细菌克服缺铁和增殖，即使在药物存在的情况下。

卓越集群科学主任、维也纳大学微生物学与环境系统科学中心（CeMESS）副主任Michael Wagner说：“通过证明恩他卡朋会导致缺铁，我们发现了一种药物诱导的肠道生态失调的新机制，在这种机制中，药物会选择大肠杆菌和其他潜在的致病微生物，这些微生物很好地适应了限铁条件。”

对药物-微生物相互作用的更广泛影响

这一发现对于理解其他人类靶向药物如何影响肠道微生物群具有更广泛的意义。包括恩他卡朋在内的几种药物含有金属结合儿茶酚基团，这表明这种机制可能是药物诱导微生物组改变的更常见途径。

这一发现也为减轻恩他卡朋等药物的副作用提供了机会。通过确保大肠有足够的铁供应，有可能减少生态失调和经常伴随帕金森病治疗的胃肠道问题。

Wagner说：“下一步是探索如何修改药物治疗，以更好地支持肠道微生物群。我们正在寻找有选择地将铁输送到大肠的策略，在那里它可以在不干扰小肠药物吸收的情况下有益于微生物群。”