《Cell》子刊：破解抗生素使用快速恢复肠道菌群
肠道菌群对宿主健康起着至关重要的作用，如调节免疫系统的发育和调节炎症。抗生素使用会扰乱肠道菌群的结构和功能，并且常常导致对病原体的长期易感性。此外，抗生素使用也与一些生理变化相关，如肥胖、胰岛素抵抗以及认知功能变化。因此，准确预测某一抗生素对肠道菌群的影响，有助于揭示这些变化背后的机制。
近日，斯坦福大学医学院研究人员通过对小鼠模型的研究，系统的分析了肠道菌群对抗生素的反应，如特定细菌的恢复、不同抗生素对肠道菌群的影响。该研究发现低纤维饮食和单一的环境会严重影响肠道菌群的恢复。这一发现有助于理解抗生素如何重塑肠道菌群，也为抗生素治疗后如何快速恢复肠道菌群提供重要的指导意义。
肠道菌群是一个复杂的微生物群落，其对抗生素的反应和恢复方式并受多种因素的影响。因此，不同的研究往往会得出矛盾的结果。比如，在一项研究中，对小鼠使用氨基糖苷链霉素后，肠道菌群结构发生改变，平衡后以类杆菌为主。而在其它研究中，平衡后则以厚壁菌为主。人类服用氟喹诺酮环丙沙星后，其肠道菌群的变化则因人而异。综合不同的研究以及不同的宿主的结果，有助于系统分析肠道菌群对抗生素的反应。然而，尽管抗生素使用与病原体易感性有关，关于肠道菌群的恢复动力学的研究却很少。
在抗生素使用后肠道菌群的恢复过程中，环境可能从多个方面起到关键作用。从小鼠饮食中去除菌群可利用碳水化合物（microbiota-accessible carbohydrates ,MACs）会使肠上皮周围的粘膜层变薄，从而增加对某些病原体的敏感性，并减弱菌群在宿主代次间的传播。肠道菌群移植可以用于治疗人类梭状芽孢杆菌的反复感染，并能有效地恢复饮食或渗透性腹泻导致的菌群失衡，这表明环境对共生菌群恢复的重要性。与第一次使用环丙沙星相比，一些人在第二次使用环丙沙星后，其肠道菌群结构受到的影响更严重。这种现象可能是多因素作用的结果，对于理解抗生素如何重塑肠道至关重要，然而，目前并没有得到充分的研究。
为了弥补这些研究的空白，研究人员以移植人类肠道菌群的小鼠为研究模型，通过严格控制诸如饮食、抗生素使用以及环境等变量，同时采用高时间分辨率和分类学分辨率的记录方法，建立了抗生素使用后小鼠肠道菌群恢复模式。
研究流程示意图
研究结果表明，抗生素使用后，人体微生物群具有很强的恢复能力。不同抗生素使用后，小鼠肠道菌群的反应具有共性。重要的是，低纤维饮食会加重肠道菌群的失衡，延缓环丙沙星使用后的恢复。同时，环境会严重影响肠道菌群的恢复。
抗生素使用后肠道菌群恢复模式
总之，通过不同抗生素使用后特定菌群的系统性研究表明，在使用抗生素后，高纤维饮食和生活环境的调整可加快肠道菌群恢复，该研究为减轻抗生素对肠道菌群的长期影响奠定了基础。同时，由于许多疾病治疗过程中都会使用到抗生素，而一些疗法比如免疫治疗的疗效会受到肠道菌群的影响，该研究可以为临床上降低抗生素影响提供指导意义。
