不是所有的腸道微生物都是人類的朋友，在我們生存的環(huán)境中到處存在著隨時侵害身體的腸道致病菌，然而一項*新的研究發(fā)現(xiàn)，抗生素這個人類一直信賴的“殺菌好助手”竟然成為了腸道致病菌的“幫兇”！

我們復(fù)雜的腸

約28英尺的消化管，消化和吸收我們攝取的食物并為身體提供營養(yǎng)。個23英尺包括嘴、食道、胃、小腸，它們機(jī)械地分裂我們攝取的食物，通過消化酶把它們分解成微小分子，從而易于人體吸收。接下來的5英尺稱為大腸或結(jié)腸，是微生物“工廠”，超過400種不同的細(xì)菌生活在這座“工廠”。這些細(xì)菌并不是隨機(jī)分布在整個腸道，而是以不同的種類和數(shù)量存在于腸道的不同區(qū)域。雖然這些細(xì)菌是*主要的微生物區(qū)系，但原生動物、酵母和其他微生物也存在于腸道“工廠”內(nèi)。

在過去的 10 多年里，人們了解了許多存在于包括人類在內(nèi)的所有健康動物大腸中復(fù)雜微生物生態(tài)系統(tǒng)的知識。成千上萬的不同細(xì)菌菌株居住在這一營養(yǎng)豐富而具挑戰(zhàn)性的微環(huán)境中，并極好地適應(yīng)了它，沒有這些細(xì)菌我們難以生存。它們制造出維生素，為我們的免疫系統(tǒng)提供重要的培訓(xùn)，甚至引導(dǎo)我們的自身組織發(fā)育。

有人認(rèn)為，我們腸道內(nèi)的共生友好細(xì)菌就像一塊草坪，利用流經(jīng)我們腸道的豐富肥料，來戰(zhàn)勝行為不良的致病“雜草”。也有人認(rèn)為，我們的共生細(xì)菌分泌了病原體殺傷性因子。另一種理論認(rèn)為，我們的內(nèi)部微生物生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞在某種程度上損害了我們的免疫反應(yīng)性。

一個健康的腸道微生物區(qū)系的好處

——控制腸道感染

微生物群落通常會提供一個入侵性生物障礙, 許多“友好”細(xì)菌分泌抗菌物質(zhì)，可以積極地對抗有害的生物體。但致病病原體可使建立的微生物區(qū)系的完整性受損。破壞益生菌微生物區(qū)系將導(dǎo)致“友好”細(xì)菌的生長受到致病病原體的排擠。

——預(yù)防癌癥

“友好”細(xì)菌能夠在許多方面保護(hù)我們免受癌癥的侵襲。它們可以分解或拆卸食物中的致癌物質(zhì)。例如乳酸桿菌可吸收一種通常在高溫烹調(diào)肉類時產(chǎn)生的致癌化學(xué)物。“友好”細(xì)菌還能積極降低致癌物質(zhì)濃度如亞硝胺，雙歧桿菌可產(chǎn)生抗腫瘤物質(zhì),幫助人類白細(xì)胞摧毀日益增長的腫瘤細(xì)胞。

——增強(qiáng)免疫力

益生菌微生物與免疫系統(tǒng)在許多方面相互作用，包括增強(qiáng)抗體的產(chǎn)生，激活白細(xì)胞（巨噬細(xì)胞）吞噬細(xì)菌和癌癥細(xì)胞，預(yù)防致病菌對我們細(xì)胞的依從性等等。

原來抗生素是腸道致病菌的“幫兇”

抗生素會破壞腸道微生物生態(tài)系統(tǒng)，盡管在數(shù)日內(nèi)這一生態(tài)系統(tǒng)就會開始恢復(fù)，但重新達(dá)到從前的數(shù)量或許要一個月或甚至更長的時間。并且該生態(tài)系統(tǒng)似乎還會永久損失一些組成菌株。斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一項*新研究證實了這個說法。

這項*新研究顯示，在給予口服抗生素的個 24 小時內(nèi)，腸道中的碳水化合物利用率達(dá)到一個高峰。這一短暫的營養(yǎng)過剩，加上抗生素導(dǎo)致的腸道友好細(xì)菌數(shù)量減少，使得至少 2 種潛在的致命病原體能夠在更為險惡的環(huán)境中獲得立足之地。

在一個療程的抗生素治療開始后不久，這一防御發(fā)生動搖，諸如沙門氏菌或艱難梭菌等掠奪性微生物就能夠搶占灘頭。一旦它們達(dá)到足夠的數(shù)量，這兩種侵入者就能夠蓄意發(fā)動戰(zhàn)役，誘導(dǎo)炎癥。炎癥會損害我們正常腸道生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，但沙門氏菌和艱難梭菌卻能在這一條件下旺盛繁殖。

研究小組對唾液酸和巖藻糖兩種特殊的營養(yǎng)物進(jìn)行了檢測。盡管沒有像葡萄糖一樣廣為人知，我們身體中的每個細(xì)胞都生成這兩種糖類家族成員，它們是我們健康生存的絕對必要條件。它們還存在于肉、蛋類和乳制品中。

分布在腸道上的細(xì)胞會分泌出一些粘液。一方面，其覆蓋腸內(nèi)壁形成一個無法滲透的保護(hù)屏障阻止居住微生物離開腸道進(jìn)入到血流中。另一方面，粘液為我們的居住微生物提供了一個如唾液酸和巖藻糖等各種糖類的保障來源，這些微生物可以各種方式利用及關(guān)掉這一糖源。例如，它們可以分解這些糖分子，并從中獲取能量。

研究人員表示，我們的腸道菌群極擅長吃粘液。在刊登在《Nature》的這項研究中，科學(xué)家對無菌環(huán)境出生和喂養(yǎng)的小鼠展開了實驗。不同于正常小鼠腸中有成百上千的細(xì)菌種類，這些小鼠沒有細(xì)菌。斯坦福大學(xué)的研究人員將一種多形擬桿菌菌株導(dǎo)入到了這些無菌小鼠體內(nèi)。多形擬桿菌是居住于人類腸道中，得到廣泛研究的一種重要共生微生物。它能夠分解人體本身無法消化的多糖如纖維素等，在向宿主提供營養(yǎng)的同時也為自己和腸道中的其他細(xì)菌獲得食物。

切下不會作為食物的糖分子看似是在浪費多形擬桿菌的時間。但在正常的腸道中，許多其他的微生物會利用一些工具來消化唾液酸和巖藻糖，生成其他一些多形擬桿菌需要的物質(zhì)。這是一個交換系統(tǒng)，生態(tài)學(xué)家們將之稱為共生。

在一系列獨立的實驗中，研究人員在有多形擬桿菌的實驗小鼠體內(nèi)導(dǎo)入了傷寒沙門氏菌或是艱難梭菌。兩種細(xì)菌都能引起與抗生素使用相關(guān)的嚴(yán)重、潛在致命的疾病。它們都能夠利用唾液酸作為能量來源，但卻不能分解腸道粘液�？茖W(xué)家在發(fā)現(xiàn)艱難梭菌既不能釋放巖藻糖，也不能以它為食之后，將研究焦點放到了確定這兩種病原菌利用唾液酸的機(jī)制上。

將一個友好菌株和一個致病菌株導(dǎo)入到無菌小鼠腸道中，科學(xué)家們證實在這一近似抗生素破壞的腸道微生物系統(tǒng)，在缺乏完整的腸道微生物的情況下唾液酸的水平上升至高水平。在存在這些糖類及缺乏競爭的情況下，兩種病原體均能夠快速復(fù)制。在缺乏成百上千種其他的正常細(xì)菌種類的條件下，多形擬桿菌生成了過剩的唾液酸，將它們都留贈給了致病菌。

當(dāng)研究人員調(diào)查抗生素對具有正常腸道生態(tài)系統(tǒng)的小鼠的影響時，他們看到了相同的唾液酸高峰以及致病菌群擴(kuò)增。如果小鼠不接觸病原體，僅用抗生素處理，在抗生素治療大約3天后隨著共生菌開始恢復(fù)唾液酸的濃度會恢復(fù)到正常水平。

研究人員表示，腸道中的這些壞細(xì)菌利用好細(xì)菌釋放的營養(yǎng)物質(zhì)，抗生素造成了這一附帶的損傷�？股�素導(dǎo)致我們的友好腸道細(xì)菌無意中幫助了這些致病菌。

研究人員認(rèn)為，腸道致病菌按兩個步驟引起了疾病。其他一些人已經(jīng)證實，一旦這些病原體達(dá)到充足數(shù)量，它們通過觸發(fā)炎癥來清除我們體內(nèi)的友好微生物。由于病原體自身進(jìn)化了一些途徑來應(yīng)對這種情況，它們不會受到影響。但首先，它們必須要克服一個關(guān)鍵的障礙，在缺乏炎癥的情況下它們嘗試誘導(dǎo)炎癥，必須在某種程度上達(dá)到臨界數(shù)量。我們的研究表明在一定劑量的抗生素處理后，它們是如何著手行動的。它們利用了遭到破壞的共生微生物留下的糖類的暫時性高峰。

研究人員表示，或許有一天能夠找到一些藥物，與抗生素一起給藥，抑制我們的友好腸道細(xì)菌利用酶來釋放腸道粘液中的唾液酸，因而不會出現(xiàn)病原體滋養(yǎng)高峰。另外，一些尤其擅長消化唾液酸的腸道益生菌也可能獲得相似的效應(yīng)。

原創(chuàng)作者：上海信帆生物科技有限公司