Nature子刊提出肠道菌群研究警告:需要考虑抗生素的影响

【字体: 时间:2018年04月11日 来源:生物通

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  一些抗生素会增加宿主对病毒的免疫反应。

  

上周,康涅狄格大学的病毒学家Paulo Verardi在自己办公室不小心弄伤了手,急忙在抽屉里寻找Neosporin(一种抗生素软膏),这让他想起了这种软膏的真正作用。就在同一天,Verardi阅读文献时,看到了一项新研究发现,利用被称为氨基糖苷类(aminoglycosides)的抗生素类药物(包括新霉素,也就是Neosorin中的抗生素)局部治疗小鼠,可以帮助它们抵御一些病毒的感染。

“这让我们意识到任何药物都可能产生脱靶效应,包括抗生素,”他解释说。

在这项最新研究中,耶鲁大学的免疫学家Akiko Iwasaki指出,这些药物会诱导宿主基因表达发生改变,刺激使用这些药物抵御病毒病原体的区域的先天免疫反应。

这一研究成果公布在Nature Microbiology杂志上。

“这项研究确实发现了抗生素对病毒性疾病的一种意外影响,”Iwasaki说。

此前曾有研究分析过抗生素对动物或培养细胞病毒感染的影响,结果差异很大,从急剧下降到增加的都有,这取决于所用的特定抗生素和病毒。在一些研究中,抗生素对肠道微生物群的影响似乎可以解释易感性的变化。

Iwasaki研究小组之前发现,用抗生素口服鸡尾酒治疗小鼠会使其更容易感染流感病毒。在这项新研究中,他们希望分析局部抗生素治疗是否会影响小鼠对单纯疱疹病毒(HSV)的反应。研究人员用抗生素混合物处理小鼠的阴道粘膜2-6天,然后让它们接触病毒。

结果显示,与未治疗的对照组相比,经抗生素治疗的小鼠最初在其粘膜中出现了较少的病毒复制,尽管在几天后这些小鼠的病毒水平接近于对照组,但还是不会发展成严重的疾病。

之后研究组成员又试用了一种抗生素而不是鸡尾酒混合之劳,发现只有新霉素才能产生抗病毒作用。为了观察这种保护作用是否是由于细菌死亡,他们尝试了无菌小鼠(缺乏肠道微生物群)实验,结果相似。

文章的另外一位作者Smita Gopinath想知道抗生素是否对哺乳动物宿主细胞有影响,因此比对了新霉素处理的小鼠阴道细胞中的基因表达,以及对照组中的基因表达。

他们发现新霉素增加了宿主中一些基因的活性,特别是与有助于对抗病毒攻击的干扰素家族信号蛋白相关的一类先天免疫应答的活性。研究小组发现新霉素对培养的人类细胞中的基因表达具有相似的作用。

“我认为这实际上是一项非常重要的研究,”因为它表明这种药物直接作用于宿主细胞,蒙特利尔大学的生物化学家Nathalie Grandvaux说。

“这一结果指出抗生素不仅对细菌或微生物群产生影响。 。 。也对基因表达产生这些普遍效应“,Verardi说,”这可能会影响免疫力,是正面影响还是负面影响取决于施用途径,病原体和与微生物群的相互作用等方面的因素。

Iwasaki警告说,这项研究不应该被用作辩护新霉素之类抗生素在临床上可以用作抗病毒药物的证据,因为“杀死良好的共生细菌的影响可能比你试图对抗病毒更有害”。相反,她建议深入了解抗生素如何诱导抗病毒反应,可帮助开发出一种复制该效应而不破坏微生物群的药物。

Grandvaux说,这项研究可能对一些科学家如何开展他们的研究有更直接的影响。

“抗生素在我们实验室的组织培养和细胞培养中使用得很多,所以如果抗生素引发抗病毒防御和基因调控,这意味着如果您想要研究抗病毒反应,当使用了这些抗生素的时候,就必须小心将它们的影响从实验研究中剔除。”

同样,耶鲁大学的Noah Palm也指出,为了研究微生物组的作用,在动物实验中需要谨慎使用抗生素来消除肠道细菌。

(Shawna Williams/生物通编译)

原文检索:

S. Gopinath et al., “Topical application of aminoglycoside antibiotics enhances host resistance to viral infections in a microbiota-independent manner,” Nat Microbiol, doi:10.1038/s41564-018-0138-2, 2018.





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