中国自2004年起将抗生素列入处方药,须医生开具处方后才能使用。但是不少人笃信抗生素的消炎效果,觉得有炎症用抗生素最管用,甚至会在家里储存不知道哪回医生开的抗生素,不管炎症的诱因是细菌、病毒还是其他,更不知道考虑是否抗性菌的问题,稍有不适就自行吞服。甚至有人觉得,不管怎么样,消炎药/抗生素作为常备药,牙疼头疼都可能会吃。反正也没坏处,至少还能提供点心理安慰。实际上,不当使用抗生素是真的有害无益。
文章:Clinically used broad-spectrum antibiotics compromise inflammatory monocyte-dependent antibacterial defense in the lung
研究者收集了 72 名接受或未接受抗生素治疗的住院患者的粪便样本。抗生素组的所有患者均接受胃肠外给药(比如打针或输液),通常在医院环境中使用广谱 β-内酰胺类药物(大多数病例为碳青霉烯类或哌拉西林-他唑巴坦;一名患者接受氨苄西林-舒巴坦),持续至少两天。
初步分析发现:接受抗生素治疗的患者和未接受抗生素治疗的患者的微生物群在细菌总载量方面没有差异。对55例患者的粪便样本(26例抗生素治疗,29例未用抗生素)的宏基因组测序分析发现:在门水平上没有差异,但与未接受抗生素治疗的患者的微生物群相比,接受抗生素治疗的患者的肠道菌群多样性显著降低,其特征是属于梭状芽胞杆菌目(Clostridiales)的几种共生物种的丰度较低,比如瘤胃球菌(Ruminococcus torques)、普氏粪杆菌(Faecalibacterium prausnitzii)和长杆菌(Dorea longicatena),这些菌会产生短链脂肪酸(SCFA)。功能分析表明,与抗生素相关的肠道微生物群中 SCFA 产生相关的功能模块耗尽。血浆检测也发现抗生素治疗组血浆中SCFA显著减少。研究者接着将抗生素治疗者和未治疗者的粪便菌群分别移植给缺菌小鼠(用抗生素清空原有菌群),通过宏基因组学检测受体小鼠的菌群功能与人类供体的菌群功能是否一致,比如SCFA产生功能的严重削弱,来确认粪菌移植是否成功。
确认粪菌移植成功后,研究者用多重耐药性肺炎克雷伯氏菌通过鼻腔感染受体小鼠。结果发现:感染后24小时,接受抗生素治疗相关菌群的小鼠肺部的细菌负荷更高,髓过氧化物酶 (MPO) 和血清白蛋白泄漏到支气管肺泡灌洗液 (BALF) 中的水平更高,这些指标提示表明中性粒细胞炎症和肺屏障损伤增强。进一步的分析显示:肠道菌群产生的SCFA可通过与受体(FFAR2/FFAR3)结合,内溶酶酰胺酸化和溶菌酶活性等机制增强炎性单核细胞的基因表达和抗菌活性。而抗生素处理会通过降低SCFA产生,阻碍这些机制,从而降低个体对于肺炎克雷伯氏菌感染的抵抗能力。这项研究提示:对于病原菌(包括肺炎克雷伯氏菌这样的超级细菌)感染,正常菌群的定植抵抗力和对于宿主抗感染免疫非常重要。抗生素治疗虽然可能消灭一些无耐药性的病原菌,但是会扰乱肠道菌群,削弱抗感染能力,后续增加肺炎克雷伯氏菌肺炎风险。
文章:Prior antibiotic administration disrupts anti-PD-1 responses in advanced gastric cancer by altering the gut microbiome and systemic immune response
这项队列研究发现:在接受 PD-1 抑制剂治疗的 152 例患者中,有67例(44.1%)在治疗开始前28天内了接受的广谱抗生素治疗。抗生素组和非抗生素组在基线时并无明显差异,但治疗后,非抗生素组的客观缓解率(11.8% vs. 1.5%)和疾病控制率(52.9% vs. 16.4%)显著高于抗生素组。在接受PD-1抑制剂治疗的患者中,抗生素给药与无进展生存期和总生存期降低有关。粪便菌群分析显示:抗生素治疗组患者的肠道菌群多样性降低,菌群组成改变,加氏乳杆菌减少。而加氏乳杆菌的丰度越高,无进展生存期和总生存期越长。血液免疫细胞分析显示:抗生素治疗组患者血液CD8 T细胞不成比例地富集,这种扩张与不良的临床结果显著相关。简言之,抗生素给药会诱导微生物菌群失调并改变全身免疫反应,从而损害PD-1 阻断晚期胃癌结果。实际上,2018年《肿瘤学年鉴》的一项报告就指出:癌症患者应谨慎使用抗生素。(Further evidence to support judicious use of antibiotics in patients with cancer - Annals of Oncology)因为菌群是影响癌症进程的一个病原因素,会影响化疗和免疫疗法的疗效。干预粪便菌群会影响免疫疗法的毒性和有效性;粪便菌群结构和抗生素使用史会影响癌症治疗的疗效、愈后和患者生存率。限用抗生素是保证癌症治疗有效性、预防耐药性并符合最佳医学实践方式的手段。最新(2024年7月25日)的一项临床研究进一步显示了肠道菌群在癌症治疗中的关键作用。研究者招募了13名晚期癌症患者(胃癌、食管癌和肝癌),将对免疫治疗(PD-1)有效的癌症患者的粪便菌群抑制给这些免疫治疗不敏感的患者,同时配合免疫治疗。结果发现:粪菌移植(FMT)结合免疫治疗后,13名参与者中有5名症状稳定,1名得到了部分缓解,客观疾病控制率达到46.2%。其中1名肝癌患者在第一次FMT治疗后仍然出现了癌症进展,但在更换供体粪便菌群样本进行第二次FMT后产生了良好的治疗效果,患者肿瘤大小在治疗8周后缩小了30.5%。这一结果说明癌症的治疗或者肿瘤本身的控制与肠道菌群有直接关系。(Fecal microbiota transplantation improves anti-PD-1 inhibitor efficacy in unresectable or metastatic solid cancers refractory to anti-PD-1 inhibitor - ScienceDirect)
文章:Aging amplifies a gut microbiota immunogenic signature linked to heightened inflammation
中年以后,身体基础炎症水平随着增龄增加,这种情况也被称为炎性衰老,肠道微生物的老化可能是驱动这种变化的关键因素。
这项研究发现,与年轻小鼠相比,老年小鼠的肠道菌群发生了明显改变。菌群α多样性降低、β多样性也发生了明显改变。梭状芽胞杆菌、丹毒梭状芽胞杆菌、粘液螺杆菌和腹腔真杆菌增加,而厌氧杆菌、拟杆菌、毛螺菌科和瘤胃球菌科的成员减少。
伴随着老年小鼠肠道菌群改变的,是肠道先天免疫细胞浸润。与年轻小鼠相比,老年小鼠结肠炎症相关信号表达增加(比如先天炎症受体TLR-4能力提高),肠道渗透性增加(肠漏),血清中脂多糖结合蛋白和钙卫蛋白含量增加。
将老年小鼠的粪便菌群移植给年轻无菌小鼠,年轻小鼠不仅菌群发生了改变,肠道炎症水平和血液内毒素(脂多糖)水平也显著增加。
7天的广谱抗生素处理(通过饮用水口服)后7天正常饮水(恢复期),小鼠的肠道菌群发生了明显改变,但年轻小鼠和老年小鼠的改变并不相同。抗生素处理会增加老年小鼠的厌氧杆菌、梭状芽孢杆菌和大肠杆菌数量,并减少嗜木聚糖真杆菌、毛螺菌科和瘤胃球菌数量。
免疫分析显示:7天抗生素处理显著增加了小鼠的TLR4反应,这种效果不受年龄影响;抗生素处理同时抑制了TLR5活性,但恢复期后年轻小鼠的TLR5活性恢复正常,而老年小鼠的TLR活性依然处于受抑制状态。(TLR4促炎症而TLR5通路抗炎症,两者相互拮抗,维持正常免疫状态)
相关分析显示:TLR4 活性与丹毒梭菌属和肠埃希氏菌属相关,这两种菌均随年龄增长而增加。Colidextribacter sp. 和 Muribaculaceae sp. 随年龄增长而减少,与 TLR5 呈正相关,而梭状芽孢杆菌属成员随年龄增长而增加,与 TLR5 呈负相关。
食与心小结:结合之前将年轻小鼠菌群移植给无菌老年小鼠,降低老年小鼠肠道炎症,让老年小鼠变得更年轻的报道,可以发现肠道菌群是炎性衰老的驱动和控制因素。这项研究进一步揭示:衰老相关肠道菌群(比肠埃希氏菌属的增加)可通过增强TLR4相关促炎通过诱发炎性衰老,而抗生素暴露则会抑制抗炎的TLR5通路,加剧免疫失衡,导致肠道免疫状态进一步恶化。
这项研究发现与第一项研究相呼应,因为老年人群是肺炎高风险人群。抗生素处理会加剧老年人肠道的促炎和抗炎反应失衡,升高基础炎症水平,增加条件致病菌和致病菌数量,降低人体对于肺炎克雷伯氏菌、肺炎链球菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌的防御力,很多老人往往最后都是因为肺部感染而被夺命。
食与心最遗憾的一件事就与此有关。奶奶患有慢性气管炎,家中常备土霉素片,也经常用土霉素来改善腹泻,每年春秋还要去医院输液调理一周,因为听说这样能促进健康,而且自己也觉得不管有没有效果,输了心里舒坦。现在想来,奶奶后来因为肺气肿和心衰离世跟她长期的抗生素服用史脱不开关系,可惜当时没有这方面的知识。等自己读研进入研究室,学到这些知识时奶奶已经不在了。
(土霉素(Oxytetracycline),属四环素类,是一种广谱抗生素。由于会影响骨骼以及牙齿的发育,损伤肝肾功能,且耐药性严重,目前主要作为兽药,临床上已经很少使用。)
食与心温馨总结:抗生素的发现引起过一场生物学研究革命,其一度被认为是保护人类的“万能药”,在很多人心中具有不可替代的地位,好像是治疗必备。发现和应用以来的几十年里,越来越多的研究显示:抗生素可能通过降低共生菌群(如肠道菌群和气道菌群)的定植抗力(即拮抗致病菌和条件致病菌生长),削弱黏液屏障的屏蔽能力,抑制免疫细胞的功能,降低个体的免疫力,从而降低抗感染和抗癌能力。在医生的诊断下迫不得已使用抗生素是必要的,但自作主张、不正确地使用和长期反复使用则过犹不及,有害无益。老一辈的人因为曾经有过用抗生素治愈感染的经历,特别迷信抗生素的功效。但如果在老年时依然常用抗生素,那么危害可能比想象的更严重。有些人可能不在意抗生素对肠道的“小影响”、但是对肺部免疫和脑部免疫的影响谁都不能忽视,毕竟肺炎、老年痴呆和帕金森都不是小问题。现在研究甚至发现在动物养殖中添加的抗生素都可以间接导致人类患神经退行性病变的机会大增。现在家庭里多是三四个大人带1个孩子(也可能2个),三四双眼睛盯着,小孩子不说头疼脑热,一流鼻涕一咳嗽家长就赶紧带着去打点滴,输抗生素,甚至主动要求医生给输液吊瓶,使用各种广谱抗生素,这样更多会扰乱孩子的正常菌群发育和免疫发育,甚至脑发育,这也是目前很多孩子由于频繁使用抗生素而缺少有益微生物,导致一代一代孩子身高过高,过于肥胖、自闭症、多动症和抽动症、过敏哮喘、呼吸道感染率高等的重要原因之一。总而言之,抗生素在过去发明的时候短时间曾经利大于弊,但现代人群的研究发现,长期使用和大量使用带来的问题早已经是弊大于利。