Cell：瀉藥引起腸道微生物組發生長期變化

非處方瀉藥（laxative）並不僅僅導致熟悉的腹瀉效應。根據一項新的研究，在小鼠服用瀉藥不到一周後，它們的腸道菌群組成和免疫系統活化就發生改變。相關研究結果發表在2018年6月14日的Cell期刊上，論文標題為「Transient Osmotic Perturbation Causes Long-Term Alteration to the Gut Microbiota」。

圖片來自Carolina Tropini, Sonnenburg Lab, Stanford University。

美國喬治亞州立大學免疫學家Andrew Gewirtz（未參與這項研究）說，這項研究提示著「腸道微生物組是在早期獲得的並且隨後是非常穩定的觀點有點過於簡單化。事實上，許多不同的事情總是在干擾腸道微生物組。」

當還是一名博士生時，美國斯坦福大學生物物理學家Carolina Tropini（如今是斯坦福大學Justin Sonnenburg實驗室的一名博士後研究員）就已注意到一些細菌對滲透壓休克（osmotic shock）---水和溶解在其中的分子的濃度快速發生變化---作出反應，但是一旦環境恢復到正常，它們就能夠重新開始生長。

人類腸道中的微生物經常經歷不同濃度的溶解物質，而諸如Miralax之類的便秘緩解劑通過將更多的水帶入腸道中而發揮作用，也因此會對駐留在腸道中的微生物造成滲透壓休克。Tropini說，她開始想知道腸道微生物如何應對更劇烈的波動，以及這如何影響宿主。

Tropini及其同事們在6天的時間裡將Miralax添加到已接受人類腸道微生物定植的無菌小鼠和攜帶著正常小鼠腸道微生物的小鼠喝的水中，這會導致這些小鼠腹瀉。這些研究人員發現在接受這種處理之前、期間和之後，這些小鼠的腸道微生物群落組成差異很大。比如，一種高度豐富的微生物家族S24-7幾乎是溫血動物腸道所獨有的，而且當這兩組小鼠攝入這種瀉藥僅三天後，S24-7似乎就已滅絕了，而且在這種處理結束後並沒有得到恢復。微生物家族S24-7的成員發酵碳水化合物並占將近一半的小鼠腸道微生物組。

在隨後的實驗中，這些研究人員發現在體外，S24-7在較高的鹽、糖醇和聚乙二醇（Miralax的主要成分）濃度下停止生長。他們還確定他們能夠通過將經過Miralax處理的小鼠與攜帶著完整的腸道微生物組的小鼠持續地放置在相同的籠子中或者與來自具有完整微生物組的小鼠的糞便一起持續地放置在相同的籠子中就能夠將S24-7重新導入到這些經過處理的小鼠腸道中，這就提示著接觸腸道微生物就有可能逆轉由腹瀉引起的腸道菌群變化。

Tropini說，「一般來說，每個人都會把腹瀉---尤其是服用瀉藥---視為一種花費有限時間的東西」或出現癥狀，「主要原因在於我們需要更仔細地考慮其中的一些非處方葯，這是因為它們可能對我們的腸道生態系統產生其他的重要影響。」

這些研究人員隨後研究了瀉藥對整個小鼠的影響。他們發現，在小鼠出現腹瀉時，保護腸內膜免受它的內含物損害的粘液層變薄，但在瀉藥移除兩周後完全恢復。位於腸道內膜的細胞在瀉藥處理期間也會改變形狀，但是在幾天後也會恢復正常。之前的研究已表明粘液層變化可能會影響宿主的免疫系統，而在這項新的研究中，這些研究人員發現具有有限的由三個成員組成的腸道菌群的小鼠在喝了含有Miralax的水後確實會對這些腸道微生物產生抗體，但是未接受Miralax處理的小鼠並不會如此。這表明小鼠免疫系統在腹瀉期間受到激活。對這些腸道微生物中的一些微生物產生的這種免疫反應在從移除這種瀉藥中恢復兩周後仍然持續存在，這提示著對宿主的影響可能會持續很長時間。

根據在美國科羅拉多大學安舒茨醫學院研究腸道微生物組的Catherine Lozupone的說法，下一步就是研究瀉藥是否以同樣的方式影響人類，並確定這些變化會持續多久。她說，另一個尚未解決的問題是這種變化的影響是什麼，「我迄今為止並不明白是否有針對共生微生物的持久記憶會影響人體健康。」

在芬蘭赫爾辛基大學研究胃腸疾病的Jonna Jalanka（未參與這項研究）告訴《科學家》雜誌，「這是一篇很棒的論文。」她說，這些發現可能有助於研究人員理解患者（比如腸易激綜合征患者）中的腸道菌群變化與腹瀉之間的關係，不過提醒道，「這需要在人體中加以證實」。

原始出處：Carolina Tropini, Eli Lin Moss, Bryan Douglas Merrill et al. Transient Osmotic Perturbation Causes Long-Term Alteration to the Gut Microbiota. Cell, 14 June 2018, 173(7):1742–1754, doi:10.1016/j.cell.2018.05.008

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