营养竞争可以预测药物干扰下肠道微生物组的重组

《Cell》：Nutrient competition predicts gut microbiome restructuring under drug perturbations

肠道菌群药物响应受营养竞争驱动，物种灭绝和菌株交换主导恢复，但部分药物导致长期替代状态且耐药性罕见。群落间响应定性一致，营养竞争定量调节丰度，符合消费者-资源模型，为预测和缓解药物副作用提供框架。

　　

亮点

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一项使用707种药物对体外肠道菌群进行的实验显示，这些菌群受到了广泛的影响

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药物引起的菌群变化受到菌群成员间营养竞争的影响

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菌种的灭绝和罕见的菌株交换通过选择具有抗性的菌株促进了菌群的恢复

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表观遗传动态可以通过分离菌株的敏感性和营养竞争来预测

总结

人体肠道细菌经常面临各种压力，而菌群层面的响应难以预测。为了研究这些影响，我们使用707种具有临床意义的药物对从粪便中提取的体外肠道菌群进行了检测。在约5000种菌群-药物组合中，菌群的组成和代谢组响应受到营养竞争的影响，某些菌种因竞争者的抑制而数量增加。大多数组成变化是由于菌株灭绝引起的，通过重新引入灭绝的菌种可以逆转这些变化，尽管某些药物在停药后很长时间内仍会促进其他状态的形成。尽管存在强烈的选择压力，但耐药性的出现仍然很少见。不同菌群对药物的响应在定性上是一致的，而营养竞争则在定量上调节了菌种的数量，这与消费者-资源模型的预测结果一致。总体而言，营养竞争为预测和潜在减轻药物对肠道微生物群的副作用提供了一个预测框架。

图形摘要