您所在的位置:首頁(yè) > 消化內科醫學(xué)進(jìn)展 > 人體腸道微生物耐藥基因研究獲新突破
抗生素濫用是全球面臨的風(fēng)險,這個(gè)風(fēng)險在中國尤為突出,不僅臨床濫用情況嚴重,畜牧養殖業(yè)中抗生素的濫用狀況更是不容樂(lè )觀(guān)。抗生素的濫用和過(guò)度使用無(wú)疑將 富集或誘導出各種類(lèi)型的耐藥基因;這些耐藥基因可能通過(guò)多種途徑(如食物鏈)最終傳遞到人體中,而腸道這種細菌密度極高(1011-1012細胞/克腸內 容物)的環(huán)境又極大增加了基因橫向轉移的風(fēng)險;一旦某些耐藥基因轉移到人體病原菌中,將使臨床抗感染治療面臨更多新的挑戰。該研究成果近期發(fā)表在 《Nature Communications》雜志上。
人體腸道中棲息著(zhù)種類(lèi)繁多的微生物,其數量超過(guò)人體自身細胞的10倍以上。這些微生物的基因組中(microbiome)蘊含大量的遺傳信息,被稱(chēng)為是 “人體的第二個(gè)基因組(the second genome of human body)”.人體腸道微生物對人體腸道內營(yíng)養物質(zhì)的代謝、人體自身的發(fā)育、免疫及疾病的產(chǎn)生等方面起到極其重要的作用。例如,腸道微生物可以保護腸道上 皮細胞免受損傷,可以調控宿主脂肪的儲存以及刺激腸道血管生成,阻止病原菌在組織中的定殖及促進(jìn)免疫系統的發(fā)育和分化等。隨著(zhù)人們對腸道微生物認識的不斷 加深,有關(guān)腸道菌群與人類(lèi)健康的關(guān)系的新的熱點(diǎn)問(wèn)題也不斷被提出。例如,近來(lái)有研究者認為人體腸道微生物是抗生素耐藥基因的“儲存庫”.然而,這一問(wèn)題并 沒(méi)有被深入揭示。
朱寶利課題組胡永飛、楊犀等對來(lái)自三個(gè)不同國家(丹麥、西班牙、中國)的162個(gè)健康人腸道微生物元基因組(Metagenome)中的耐藥基因進(jìn)行了深 入分析。研究首先建立了一個(gè)含有四百萬(wàn)個(gè)人體腸道微生物基因的數據集,隨后從該數據集中鑒別出1093個(gè)耐藥基因。通過(guò)與其它8個(gè)不同環(huán)境元基因組的比較 分析發(fā)現,人體腸道微生物中耐藥基因的比例最高。此外,與其它人體腸道微生物的功能基因相比,耐藥基因更傾向于存在某些特定的細菌門(mén),如變形菌門(mén)。
研究進(jìn)一步將1093個(gè)耐藥基因分成149個(gè)不同的耐藥基因型;中國人腸道中含有70個(gè)耐藥基因型,丹麥人45個(gè),西班牙人49個(gè)。隨后利用高通量測序原 始數據對所有耐藥基因的相對豐度進(jìn)行計算,結果顯示中國人腸道微生物耐藥基因的豐度最高,西班牙人居中,丹麥人最低。對耐藥基因單核苷酸多態(tài)性的聚類(lèi)分析 表明中國人腸道耐藥基因不同于丹麥和西班牙人,而后兩者同屬于歐洲國家。這種差異可能一方面由于腸道菌群的差異造成,另一方面很可能歸咎于不同地域抗生素 使用的偏好性不同。
進(jìn)一步分析發(fā)現,無(wú)論在哪個(gè)國家人群中,四環(huán)素耐藥基因型的豐度都是最高的。研究隨后構建了3個(gè)健康人腸道元基因組的Fosmid文庫(20萬(wàn)克隆),并 利用不同的抗生素對文庫進(jìn)行篩選,結果同樣證實(shí)具有四環(huán)素抗性的克隆數比例最高。接下來(lái),研究對歐洲20個(gè)國家近10年抗生素的使用情況進(jìn)行了統計,結果 表明四環(huán)素類(lèi)抗生素一直以來(lái)在動(dòng)物中的使用量(包括畜牧養殖)顯著(zhù)高于其它抗生素,而臨床上使用量很少。因此,人體腸道微生物中的耐藥基因(尤其是高豐度 的耐藥基因)很可能與獸用抗生素相關(guān)。遺憾的是,我們沒(méi)有拿到中國抗生素使用情況的官方數據。
港大微生物學(xué)家何柏良
跟歐洲醫生相比,內地醫生傾向開(kāi)出較多抗生素。但更嚴重的問(wèn)題是,內地對抗生素于家禽養殖場(chǎng)丶養魚(yú)業(yè)及養豬場(chǎng)的使用也毫無(wú)規管。
有專(zhuān)家認為,內地普遍存在濫用抗生素的情況,可能大大增加超級細菌蔓延的風(fēng)險。
最近有研究發(fā)現,內地人腸道內存在的微生物耐藥性基因,數量遠多于歐洲人。有專(zhuān)家認為,這是因為內地醫生濫開(kāi)抗生素,加上農民和食品生產(chǎn)商廣泛使用抗生素所造成。
這意味著(zhù)藥物可能無(wú)法治愈嚴重的傳染病,從而導致傳染病迅速擴散。
最近一期的科學(xué)雜志《自然通訊》(Nature Communications)就發(fā)表了這個(gè)研究結果。該研究發(fā)現,內地人腸道內微生物基因對70種主要抗生素存在耐藥性,但西班牙人和丹麥人腸道內的微生物基因就分別對49種和45種主要抗生素存在在耐藥性。
盡管濫用抗生素是一個(gè)全球性問(wèn)題,但這個(gè)研究卻首次提供了確實(shí)證據,證明這個(gè)問(wèn)題在內地特別嚴重。
港大微生物學(xué)家專(zhuān)家何柏良說(shuō),腸道內環(huán)境有利細菌繁殖。腸道內基因越具耐藥性,出現超級細菌的機會(huì )就越高。
何柏良指出,內地人均抗生素使用量高居世界前列,而丹麥則是抗生素人均使用量最低的國家之一。
他說(shuō),這么多人腸道內有耐藥性細菌,情況可謂非常危險。他說(shuō),細菌可以在感染一個(gè)人之后,迅速傳染給其他人,情況若持續,現有抗生素將無(wú)法有效治愈傳染病。
負責這項研究的中科院微生物研究所研究員朱寶利表示,最多被濫用的抗生素包括:四環(huán)素丶青霉素丶阿莫西林及紅霉素。
朱寶利與何柏良看法相同,也認為濫用抗生素會(huì )增加超級病菌出現的機會(huì )。
他說(shuō),跟歐洲醫生相比,內地醫生傾向開(kāi)出較多抗生素。但更嚴重的問(wèn)題是,內地對抗生素于家禽養殖場(chǎng)丶養魚(yú)業(yè)及養豬場(chǎng)的使用也毫無(wú)規管。
他說(shuō),耐藥性細菌可以輕易由動(dòng)物傳染給人類(lèi),但誰(shuí)也不知道農民為了減少家畜患病率及提高產(chǎn)量,每年會(huì )給家畜喂食多少抗生素。
朱寶利說(shuō),歐盟當局提供的數據顯示,歐洲農場(chǎng)使用四環(huán)素,導致歐洲家畜體內出現耐藥性細菌。
但內地**卻拒絕就家畜使用抗生素的情況提供數據。
朱寶利說(shuō),官員在得知他們研究?jì)热莺螅途芙^提供任何數據。他說(shuō),部分些官員擔心,一旦研究結果造成恐慌,他們會(huì )被免職。
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