科普 | Nature子刊：抗生素对宝宝肠道菌群及健康的影响
抗生素是一把四刃剑:第一刃是治疗病原菌感染;第二刃是阻断感染在群体传播;第三刃是促使抗生素抗药性出现;第四刃是破坏微生态平衡1。前三刃算是老生常谈，而第四刃是近些年随着菌群研究成果大量涌现，人们才有所意识的。抗生素拯救了无数生命，延长了人类寿命。青霉素类、喹诺酮类、氨基糖苷类及碳青霉烯类抗生素常用于治疗病原菌感染，然而这些抗生素没有一个对特定病原菌具有特异性，都是广谱抗生素，使用这些抗生素治疗特定病原菌感染时，难免“波及无辜”，破坏宿主正常的共生微生物群落2。
图.抗生素伤及了许多“无辜的”共生菌 | 源于Science, 2016, 352(6285):535.
近日Nature Communications与Nature Microbiolgy上刊出两篇抗生素对早产儿及幼儿肠道菌群影响的研究。早产儿及幼儿的肠道菌群正处于可塑期，非常“脆弱”，在这时使用抗生素治疗细菌感染，往往会对共生菌群造成长期的影响。这两个研究团队使用测序及表型鉴定的方法，研究了抗生素对婴幼儿菌群组成变化及获得耐药基因的影响。
Korpela 等3利用芬兰国家健康综合记录，解释了特定抗生素是如何通过不同方式影响肠道菌群的。他们对来自芬兰的142个2-7岁幼儿的粪便（两次采样间隔7个月）菌群进行了16S rRNA基因测序。分析测序结果发现，使菌群组成出现最大改变的是占芬兰抗生素总出售25%的大环内酯类抗生素。菌群出现了包括总体物种种类丰富度减少及一些属的丰度变化等改变，如，在放线菌门中，包含病原菌的Eggerthella菌属增多了而属于共生菌的双歧杆菌属（Bifidobacterium）及Collinsella菌属却有所减少。即使是考虑幼儿肠道菌群会随着年龄而发育演变这一因素，大环内酯类抗生素造成的肠道菌群改变在抗生素使用两年后仍然可以检测到，这一时间较抗生素疗程间的平均间隔时间长很多，表明菌群并没有在两个疗程间隔时间内恢复正常组成。宏基因组测序及纯培养分析发现，使用大环内酯类抗生素使幼儿肠道菌群也出现了相应的抗生素抗药性。此外，那些在两岁之前使用过大环内酯类抗生素的幼儿相比未使用者，更容易患哮喘且更胖，或是因为在菌群形成发展的关键期，微生态遭到破坏导致的。
Gibson团队4研究了年龄更小的早产儿（preterm infants），他们用宏基因组测序分析了401份来自出生即使用抗生素的早产儿的粪便菌群，以此检测抗生素对84个早产儿的影响。与上文提到的Korpela等人的研究结果相似地是，这一研究发现，使用抗生素后，早产儿的菌群物种丰富度也减少了。该团队还选取了能在添加了16种不同抗生素的培养基上生长的大肠杆菌菌落，并对其进行基因组测序，发现了764个抗生素抗性基因，而这些基因中的大多数并未在当前数据库中收录，说明我们对抗生素抗性基因及抗性机制理解得还不到位。另外，像大肠杆菌、阴沟肠杆菌（ Enterobacter cloacae）及肺炎克雷伯菌（Klebsiellapneumoniae）这些条件致病菌在早产儿中普遍存在，且与其他菌相比，这些菌存在更多的抗生素抗性基因。
这两个研究同时又在模型动物上用儿科抗生素处理小鼠，获得了抗生素可以破坏幼儿（仔）肠道菌群并长期影响宿主生理的证据。这些发现或许可以指导幼儿治疗策略。比如，我们可以选择那些对共生菌群影响较小的抗生素，让菌群在两个抗生素疗程间隔时间内得到恢复。
PS:最近在读Martin J. Blaser 的《消失的微生物》，该书讲述了抗生素对菌群的影响、菌群消失对宿主健康的影响，有兴趣的同学和老师可以读一读。
参考文献
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Antibiotic use andits consequences for the normal microbiome |
Science |
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Resurrecting theintestinal microbiota to combat antibiotic-resistant pathogens |
Science |
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Intestinal microbiome is related to lifetime antibiotic use in Finnishpre-school children |
Nature Communications |
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[4] |
Developmental dynamics of the preterm infant gut microbiota and antibiotic resistome |
Nature Microbiology |
本文由微生太群友朱见深编译，江舜尧编辑。