遭遇抗生素洗劫后，应如何重建肠道微生态
头孢、阿莫西林、左氧佛沙星，这些我们熟知的抗生素，相信不少人曾经接触过。
但是由于对抗生素认识的不足，导致很多人在没有辨别身体是否真的存在细菌感染的情况就贸然使用了抗生素。
例如，感冒发烧，它并不一定是细菌引发的感染，也可能是病毒导致。感冒是一种自限性疾病，如果没有其他疾病，一般情况下，只要抵抗力上来了不吃药也能自行好转。
从个人健康出发，在非细菌感染的情况下滥用抗生素的做法是完全错误的，而且后果很严重。
抗生素对肠道菌群会造成非常严重的破坏。
实际上，每服用一次抗生素，相当于对肠道菌群进行了一次“核打击”，带来一系列的副作用，有可能造成肠道功能紊乱，引起抗生素相关性腹泻，甚至是肠易激综合征。
在社会层面，滥用抗生素会导致的“抗生素危机”、“耐药菌危机”，最后培养出无药可用的超级细菌。
有报道显示，每年有70万人死于抗微生物药物耐药性感染。
本周，我们来看一篇发表于《Nature Microbiology》上的论文《Recovery of gut microbiota of healthy adults following antibiotic exposure》。一起探讨抗生素对肠道微生态系统的影响。
图 | 来自 nature.com
为了研究抗生素会对肠道菌群带来多大程度的影响，科研人员招募了12位年轻的健康男性，进行了4天的抗生素干预（万古霉素+庆大霉素+美罗培南）。
之后分别采集0天、4天、8天、42天以及180天的粪便样本，通过宏基因组测序分析，评估肠道菌群的损伤程度以及恢复速度。
图1 | 抗生素干预后肠道菌群丰富度及多样性的恢复
抗生素会给肠道菌群带来多大程度的损伤呢？
图1是肠道菌群物种丰富度与多样性的比较结果。
可以明显看出在仅仅4天的抗生素干预之后，受试者的肠道菌群丰富度及多样指数急剧下降，表明大部分的肠道菌群被抗生素杀死，肠道环境遭到了迅速并且严重的破坏。
图2 | 抗生素干预后的菌株变化
当抗生素对肠道菌群实行了一轮大“屠杀”之后，哪些菌更容易在这场“屠杀”中存活下来呢？
从菌株的水平来看，家喻户晓的益生菌双歧杆菌（Bifidobacterium），在抗生素干预之后再也检测不到，并且没有随时间恢复。
同样减少的还有短链脂肪酸产生菌，特别是产丁酸菌，如普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）、罗斯拜瑞氏菌(Roseburia）等。
短链脂肪酸是肠道菌群重要的一类代谢产物，在对肠道功效方面具有氧化供能的作用。
此外，它还有维持水电解质平衡、抗病原微生物及抗炎、调节肠道菌群平衡、改善肠道功能、调节免疫、抗肿瘤和调控基因表达等重要作用。
相反，梭菌属（Clostridium spp.）的丰度在干预后显著增加，如鲍氏梭菌(Clostridium bolteae)，这是一个已报道与自闭症、肝脏移植排斥相关的标志菌。
梭菌属的富集可能是因为它们可以形成孢子，躲过抗生素的追击，这也可以解释临床上使用抗生素治疗后常常容易诱发艰难梭菌感染的现象。
通过基因水平的分析，还可以看到抗生素干预后，细菌毒力因子富集的情况（图3），包括外毒素、脂多糖、成孔毒素等。
这预示着在肠道环境遭到破坏后，残留下来或最先定植的，更可能是具有致病潜力的细菌。
图3 | 抗生素干预后微生物毒力因子富集
图4 | 肠道菌群的恢复过程
肠道菌群需要多少时间才能从抗生素带来的破坏中恢复呢？
图1结果显示在第8天时，菌群的丰富度与多样性两个指标都有所回升，说明肠道菌群已经开始恢复了，但整个复原过程是非常漫长的（图4）。
肠道中的主要菌属，在至少一个半月后才能回复到抗生素干预前的水平。
值得一提的是，干预后有9个菌属彻底消失了，4个菌属新定植，意味着尽管菌群数量与多样性上有所恢复，但在组成上也可能不是先前健康的状态了。
上述的研究对象是健康的成年人，肠道菌群尚具有良好的恢复能力。
在服用抗生素后，仍需要至少一个月以上才能有所恢复，若是肠道菌群状态较差的老年人或是尚未定型的婴幼儿，服用抗生素有可能带来更严重的影响。
有研究报道，在生命早期抗生素暴露以及相应的菌群变化与宿主代谢、免疫缺陷相关，会提高婴幼儿肥胖、过敏和炎症性肠炎等病症的发病风险。
上述研究的时间跨度也仅有半年，另据报道一些抗生素对肠道菌群影响的时间可长达一至四年。
由此可见，抗生素称为摧毁肠道菌群的“核武器”并不为过。
虽然抗生素会给我们带来负面影响，但是不可否认抗生素自从诞生以来在医学上所做出的贡献。
抗生素的存在让外科医生能顺利实施手术，也让化疗患者安全地接受化疗避免感染......而过度滥用抗生素在破坏我们自身的肠道菌群的同时也带来“抗生素危机”。
抗生素是一把双刃剑，正确使用抗生素是十分必要的。
如果出现了细菌感染的情况，必须使用抗生素进行治疗的状况下，如何才能保护我们的肠道菌群呢？
首先，日常补充益生元、益生菌，拥有一个健康的肠道菌群，就是一个好的选择。
就像越复杂的生态系统越能够抵御自然灾害的侵袭，健康的肠道菌群可以将抗生素的破坏程度尽量降低。
其次，在服用抗生素停药后，也需要补充益生元与益生菌，相当于在大火燎原后的土地上撒上种子与肥料，让有益菌占有生长的先机，从而抑制有害菌，加快肠道菌群的回复速度。
最后，在医疗方面，菌群移植是恢复失调肠道菌群的一种有效技术。
值得一提的是，据报道抗生素可以作为菌群移植前的清肠剂，将受体自身的肠道菌群彻底清除后，更有利于供体菌群的定植。
自体菌群移植也是一种方法，保存一份健康的自身肠道菌群，在治疗后用于菌群恢复，相较于异源供体，自体的肠道菌群更适应自身肠道环境，更有可能顺利定植。
研究人员也在开发新型的治疗方法，用以替代抗生素，例如最近较为热门的噬菌体疗法。
经过改造的噬菌体可以“精准打击”目标病原菌，而不影响其他肠菌成员，避免了抗生素的“大规模杀伤”作用。
相关文献：
Palleja, Albert, et al. 'Recovery of gut microbiota of healthy adults following antibiotic exposure.' Nature microbiology 3.11 (2018): 1255-1265.
专委会小秘书
扫码加好友
微生态医疗创新论坛
微生态医疗专委会是科促会的分支机构，是由中国微生态医疗领域的科学技术工作者和企事业单位自愿组成的专业性、全国性的非营利性社会组织。
微生态医疗创新论坛作为微生态医疗专委会下的行业专业论坛，将致力于推动微生态基础研究和微生态医疗技术发展、促进我国微生态产业的发展及微生态医疗技术的临床应用，为国内外微生态医疗学术交流提供平台，实现微生态医疗的科研成果转化以及微生态医疗技术的“产、学、研”更加广泛地结合，助力国内微生态健康产业走向世界。