金黄色葡萄球菌—抑菌试验平板。供图：美国疾病控制与预防中心（CDC）  

来自俄勒冈州立大学的研究者发现：抗生素对动物宿主肠道微生物的影响远比我们以前知道的更广泛、更复杂。这一发现有助于我们更好地解释为什么这些药剂（抗生素）能够（对使用者）造成一些损害副作用，且此发现促使我们在这一阶段另立新的研究方法以此消除这些（不良）影响。这项工作成果在线发表于杂志Gut，其受资于俄勒冈州立大学、俄勒冈医学研究基金会及美国国立卫生研究院（NIH）。

虽然研究人员对抗生素存在副作用这一现象了解已久，尤其是抗生素在破坏正常、有益肠道菌群方面。然而，这一新的研究更为具体地解释了上述现象为什么发生，同时研究也表明，大量、长期的抗生素使用会造成更为深远的影响。科学家猜想认为，使用抗生素，尤其滥用抗生素能对免疫系统、糖代谢、食物吸收、肥胖、焦虑、行为表现等产生多于不利的影响。

抗生素副作用的问题变得越来越受重视，因为40%的成年人及70%的儿童每年都有一次或者更多次抗生素的使用，更不用说数以亿计养殖动物对抗生素的使用。尽管如此，合理使用抗生素是可以治疗致命的细菌感染。超过10%的人群接受抗生素治疗会遭受其副作用的影响。“过去二十年，关于使用抗生素的深远影响翻开了新的一页。现在我们正在探索这一领域”，俄勒冈州立大学药学院的助理教授Andrey Morgun表示，“菌群的研究进行得如火如荼，所以，无论有什么样的新发现，我都不会感到惊讶。”

这项研究使用鸡尾酒式的四种抗生素组合，把组合抗生素频繁地供给实验室动物并研究其产生的影响。“在此之前，多数人认为抗生素只是损伤菌群并削弱肠道的免疫功能，”Morgun说道，“事实上人们只看到其中的一部分，抗生素也会杀死上皮细胞。上皮细胞遭到破坏是很严重的问题，因为上皮细胞是营养吸收、部分免疫系统的所在位点，而且上皮细胞还在人体健康方面起到其他生物学功能。“这项研究同时也发现抗生素及抗生素耐药微生物会对线粒体的功能造成显著改变，而改变反过来导致更多的上皮细胞死亡。抗生素对线粒体的特殊影响既是一项重要的研究，也是一个有趣的现象。”该研究的共同领导者之一Morgun表示。而另一个领导者是俄勒冈州立大学兽药学院的Natalia Shulzhenko博士。

线粒体在细胞的信号传导、增殖及能量产生方面起到主要作用，因此，健康的机体需要功能正常的线粒体。抗生素与线粒体的关系要追溯到很久以前。在进化方面，线粒体起源于细菌，其是最早的生命形式之一，在起源之时，不同种的细菌为了生存相互竞争（从而产生了抗生素）。时至今日，抗生素仍选择性地攻击跟细菌很相似的那部分“细胞”，这似乎是一种反古现象，是因竞争而留下的根深蒂固的感应，恰也是生命进化的展现。

Morgun和Schulzhenko研究团队还发现了一种因抗生素处理而被影响的基因，该基因在宿主与其微生物之间的通讯中至关重要。“当宿主与微生物通讯系统出现紊乱，会导致一些列表面上看起来不相关的问题”，Morgun说道。

消化功能障碍位列抗生素使用后相关问题之首，其他问题还有腹泻、溃疡性结肠炎。但是，新研究发现抗生素的弊端还涉及肥胖、食物吸收、抑郁症、免疫功能、败血症、过敏及哮喘问题。这项研究同时也形成了一种新的生物信息学方法，叫做"transkingdom network interrogation" （“跨界网络问诊”），用来对微生物群落进行研究。该方法同时也能加快在宿主与微生物间的互相作用、抗生素副作用方面的研究。另外，其在寻找新的益生菌方面也能起到作用，从而促进解决抗生素副作用问题。可以相信的是，该方法会形成一个系统，可以对个人微生物组进行检测，也可以鉴定出缺陷问题，并以更为人性化、精细化的方式解决缺陷问题。

“健康的菌群或许是解决日益严重的抗生素耐药性问题的另一种方法”，Morgun表示，与其杀死所有造成疾病的“坏菌”，不如考虑用健康的功能菌群“战胜”我们不想拥有的菌群，这些健康的菌群或许同时也能提高免疫功能。

参考文献：

Morgun A, Dzutsev A, Dong X, et al. Uncovering effects ofantibiotics on the host and microbiota using transkingdom gene networks[J].Gut, 2015, 64（11）：1732-1743