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新工程菌保护肠道微生物免受侵害

2022-04-12 09:31:27 | 来源: 科技日报 | 责编: 郑思雯
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  抗生素是救命药物,但它们也会损害生活在人类肠道中的有益微生物。为了降低这些风险,美国麻省理工学院的研究人员开发了一种新的方法来帮助保护人类消化道的自然菌群。据11日发表在《自然·生物医学工程》杂志上的论文,他们改造了一种对人类安全的细菌菌株,使其产生一种酶,这种酶可以分解一类名为β-内酰胺类抗生素,包括氨苄西林、阿莫西林和其他常用药物。新技术可以保护有益的肠道微生物,减少出现新的耐药微生物,从而使抗生素的使用更安全。

  在过去的20年里,研究表明,人体肠道中的微生物不仅在新陈代谢方面发挥着重要作用,对于免疫功能和神经系统功能也不可或缺。当药物或特定种类饮食等干预措施影响微生物区系的组成并产生生物失调状态时,问题就来了。一些微生物群消失了,另一些微生物的代谢活动增加了。这种不平衡会导致各种健康问题。

  可能发生的一个主要并发症是艰难梭菌感染,这种微生物生活在肠道中,但通常不会造成伤害。然而,当抗生素杀死了与艰难梭菌竞争的菌株时,这些细菌就会接管并导致腹泻和结肠炎。

  为了保护微生物群不受抗生素的影响,研究人员改造了一种名为乳酸乳球菌的细菌菌株,这种细菌通常用于奶酪生产,产生一种分解β-内酰胺类抗生素的酶。

  当这些细菌被口服时,它们会短暂地进入肠道,在那里它们会分泌β-内酰胺酶。接着,这种酶分解到达肠道的抗生素。这种方法也可以与注射的抗生素一起使用,抗生素最终也会到达肠道。完成工作后,工程菌通过消化道排出体外。

  研究人员在一项对小鼠的研究中发现,当这种“活的生物疗法”与抗生素同时进入体内时,它可以保护肠道中的微生物区系,但允许血液中循环的抗生素保持在较高水平。

  研究人员称,这有力地证明了这种方法可以保护肠道微生物区系,同时保持抗生素的有效性。

  研究还发现,消除抗生素治疗的进化压力,可以大大降低肠道微生物在治疗后产生抗生素耐药性的可能性。他们此前确实在接受抗生素但没有接受工程菌的小鼠体内存活的微生物中发现了许多抗生素耐药性基因。这些基因可能会传递给有害细菌,加剧抗生素耐药性的问题。

  

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