根據(jù)一項涉及野生和圈養(yǎng)狒狒的研究，抗生素抗性是腸道微生物群落的一個古老特征，與人類共享棲息地對非人類靈長類動物的腸道微生物群的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生了重要影響。該研究發(fā)表在mSystems雜志上，是首次提供靈長類抗生素前抗生素的一瞥。

“狒狒的腸道微生物組看起來與人類非常不同，而在狒狒組中，俘虜狒狒的微生物組與野生狒狒的微生物組不同，支持關(guān)于圈養(yǎng)和人類接觸的某些因素改變微生物組的假設(shè)，”主要研究調(diào)查員說。 Gautam Dantas，博士，密蘇里州圣路易斯華盛頓大學(xué)病理學(xué)和免疫學(xué)教授。“不同生活方式的人類腸道微生物組的成分差異存在梯度，生活在發(fā)達國家和城市的人們具有相似的微生物組，然后微生物組看起來越來越不相似，越往你的農(nóng)業(yè)和獵人聚集越來越遠這項研究表明，你現(xiàn)在可以將非人類靈長類動物放在相同的梯度上。

通過使用野生與人工非人類靈長類動物作為人類微生物組的模型，研究人員非常清楚地表明，即使沒有人類產(chǎn)生的抗生素選擇壓力，也存在抗生素抗性，并且動物的微生物組在野生種群中看起來非常不同。“一旦你接觸到人類和人類的藥物，你就會將微生物組的成分轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)化的人類狀態(tài)，并且你會增加抗生素抗性，這告訴我們這是一個很大的風(fēng)險因素，”丹塔斯博士說。

“很難找到抗生素前抗生素的樣子。這就是這項研究的動力，”丹塔斯博士說。了解抗生素對人體微生物組影響的一個主要障礙是從人體中尋找從未接觸過抗生素的樣本。

該研究是Dantas博士的實驗室和一些人類學(xué)家之間的合作，該實驗室負責(zé)微生物學(xué)和基因組學(xué)工作，還有一些人類學(xué)家可以獲得野生和圈養(yǎng)的靈長類動物。丹塔斯博士說：“我們非常幸運地得到了不僅僅是樣本，還有人類學(xué)家的智力貢獻。”

研究人員將他們的數(shù)據(jù)與來自人類和狒狒的已發(fā)表的宏基因組數(shù)據(jù)進行了比較，以檢驗人類接觸與微生物群組成，功能和抗逆轉(zhuǎn)錄組相比與“抗生素幼稚”狒狒腸道微生物群相比發(fā)生重大變化的假設(shè)。利用人類微生物組項目采用的相同基因組測序技術(shù)，研究人員分析了贊比亞地區(qū)狒狒的糞便樣本，其中動物與人類的接觸極少，并將其與德克薩斯州西南國家靈長類動物研究中心的圈養(yǎng)狒狒樣本進行比較。 。

在對狒狒糞便樣本中的DNA進行測序后，研究人員將宏基因組數(shù)據(jù)繪制到抗性基因數(shù)據(jù)庫中。由于這些數(shù)據(jù)庫偏向于已知的病原體和人類相關(guān)樣本，研究人員使用了功能宏基因組學(xué)，這使他們能夠識別已知和新的抗性基因。“我們從狒狒那里取糞便樣本，在進行任何測序之前，我們將糞便宏基因組DNA重組克隆到大腸桿菌(E. coli)表達系統(tǒng)中。然后，大腸桿菌文庫中的每個克隆都含有一個隨機遺傳來自狒狒微生物組的片段。我們將這些大腸桿菌文庫打開培養(yǎng)皿中含有抗生素的重組體會殺死野生型大腸桿菌，唯一可以存活的重組體是那些表達狒狒微生物組功能抗性基因的重組體，“Dantas博士解釋說。

研究人員在野生和圈養(yǎng)狒狒群體的腸道微生物群中發(fā)現(xiàn)了功能性抗生素抗性基因，并且在生境和生命途徑中顯著改變了微生物群結(jié)構(gòu)和抗體組織。其中一些抗性基因從未被描述過。野生狒狒的抗性基因數(shù)量最少，低于圈養(yǎng)狒狒，甚至低于人類。比較來自美國，委內(nèi)瑞拉，意大利和馬拉維的狒狒和人類的腸道微生物組，以及最近被確定為相對抗生素天真的坦桑尼亞偏遠的Hadza部落，研究人員發(fā)現(xiàn)俘虜狒狒的微生物組和抵抗組織最接近于孤立的部落。

在未暴露于人類產(chǎn)生的抗生素的群體中發(fā)現(xiàn)抗性基因并不新穎。“抗生素是由土壤細菌生產(chǎn)數(shù)億年的分子。在20世紀30年代和40年代，人類想出了如何生物勘探這些分子并大規(guī)模生產(chǎn)它們，這改變了治療傳染病的面貌。然后抗病毒在病原體中開始增加，但在其他細菌中存在耐藥性，“Dantas博士說。“我們相信野生狒狒代表抗生素抗性的祖先狀態(tài)，他們有抗性基因，不是因為他們已經(jīng)看到任何人類產(chǎn)生的抗生素，而是古老的抗生素抗性基因可能來自與土壤等環(huán)境中的微生物交換。“

該研究的一個令人驚訝的發(fā)現(xiàn)是，野生狒狒種群富含放線菌，這是一組對消化人類母乳很重要的微生物，通常與人類的嬰兒期有關(guān)。“當人類孩子過渡到固體食物時，這些細菌就會枯竭，”丹塔斯博士說。“我們非常非常驚訝地發(fā)現(xiàn)，即使在成年狒狒種群中，特定類別的野生狒狒也非常豐富。我們目前對此沒有很好的解釋，但它可能與他們的飲食有關(guān)。 “從野生非人靈長類動物中生物勘探這些潛在有益的細菌可能會導(dǎo)致新的益生菌療法。