腸道微生物組成可能使腹瀉的可能性降低
已知抗生素會(huì)破壞腸道中細(xì)菌的平衡。在某些情況下,抗生素可導(dǎo)致細(xì)菌艱難梭菌(艱難梭菌)過度生長,導(dǎo)致腹瀉,并在嚴(yán)重情況下導(dǎo)致危及生命的腸道炎癥。
華盛頓大學(xué)圣路易斯醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)健康的腸道微生物群落或微生物群的分子特征 - 這種群落即使在抗生素治療后也能控制艱難梭菌。他們還發(fā)現(xiàn)了當(dāng)艱難梭菌不處于休眠狀態(tài)但活躍并產(chǎn)生毒素時(shí)產(chǎn)生的特定分子。總之,這些研究結(jié)果概述了一組分子標(biāo)志,表明一個(gè)人患有艱難梭菌引起的腹瀉或有腹瀉風(fēng)險(xiǎn)。
“目前,我們只是接受服用抗生素會(huì)增加C. diff感染的風(fēng)險(xiǎn),”資深作者,醫(yī)學(xué)博士和分子微生物學(xué)博士,醫(yī)學(xué)博士Jeffrey P. Henderson說。“通過分析微生物組產(chǎn)生的小分子,我們可以識(shí)別出發(fā)生C. diff腹瀉的高風(fēng)險(xiǎn)人群。我們也可以使用這種類型的分析來篩選潛在的捐贈(zèng)者進(jìn)行糞便移植,并確保他們正在捐贈(zèng)那種可以幫助控制C. diff的微生物組。“
每年,美國約有450,000例艱難梭菌腹瀉,29,000例死亡。亨德森及其同事 - 包括第一作者和博士后研究員約翰羅賓遜,博士,以及共同作者,華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)教授,醫(yī)學(xué)博士Erik Dubberke; 以及合著者,北卡羅來納大學(xué)教堂山分校數(shù)學(xué)教授Peter Mucha博士通過分析其代謝組或產(chǎn)生的化合物來研究有和沒有艱難梭菌疾病的人的微生物組。在腸道中,人體腸道細(xì)胞和微生物進(jìn)食,呼吸并相互作用。他們正在尋找能夠區(qū)分健康腸道和易患艱難梭菌疾病的分子特征。
由于有些人在胃腸道中攜帶艱難梭菌而沒有任何不良影響,因此搜索變得復(fù)雜。但細(xì)菌也會(huì)產(chǎn)生兩種引起腹瀉和炎癥的毒素。在沒有這些毒素的情況下,細(xì)菌幾乎無害。
研究人員對(duì)186名腹瀉患者進(jìn)行了研究,分為三組:一組沒有艱難梭菌 ; 一組患有艱難梭菌但沒有毒素,這意味著它們攜帶細(xì)菌,但它們的癥狀是由其他東西引起的; 以及艱難梭菌和毒素組,所有人都有艱難梭菌感染。
研究人員利用質(zhì)譜分析了三組患者糞便樣本中的數(shù)千種代謝副產(chǎn)物。特別是,他們在患有艱難梭菌疾病的人的糞便中發(fā)現(xiàn)了高水平的稱為4-甲基戊酸的脂肪酸。當(dāng)使用不尋常的代謝過程將蛋白質(zhì)分解為燃料時(shí),產(chǎn)生脂肪酸。人體細(xì)胞不產(chǎn)生脂肪酸,并且除了艱難梭菌外,正常微生物組中的大多數(shù)細(xì)菌也不產(chǎn)生。糞便中脂肪酸的存在或不存在鑒定出患有艱難梭菌疾病的人,準(zhǔn)確度為92.8%。
此外,研究人員發(fā)現(xiàn)了一種與膽汁酸代謝相關(guān)的分子模式,這種模式與對(duì)艱難梭菌疾病的保護(hù)有關(guān)。膽汁酸由肝臟產(chǎn)生以幫助脂肪消化,然后被吸收到腸中,微生物組的成員對(duì)其進(jìn)行化學(xué)修飾。研究人員在沒有攜帶細(xì)菌或無害攜帶細(xì)菌的人身上發(fā)現(xiàn)了一組改良的膽汁酸,而艱難梭菌感染的人則沒有。
“這些不尋常的膽汁酸可能是對(duì)艱難梭菌感染更具抵抗力的人的指紋,”亨德森說。“微生物組的膽汁酸代謝似乎存在差異,這會(huì)影響人們患病的可能性。”
研究人員現(xiàn)在正在研究微生物組中哪些細(xì)菌參與產(chǎn)生保護(hù)性膽汁酸,以及健康的微生物組如何保持艱難梭菌的抑制。
“我們知道微生物組的破壞會(huì)使一些人容易患上C. diff病,但直到現(xiàn)在我們還不知道這些變化是什么以及為什么它們有害,”亨德森說。“小分子讓我們直接了解微生物組正在做什么。這項(xiàng)研究提供了一些關(guān)于這些抗生素抗性細(xì)菌如何使人生病的重要線索,這可能導(dǎo)致更好的方法來識(shí)別,預(yù)防或治療C. diff感染“。
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