抗生素会影响肠道微生物组的组成和动态。用抗生素治疗不仅会导致微生物生物多样性的丧失，而且往往有利于选择耐药菌株。目前尚不清楚微生物组对重复抗生素治疗有何反应。

在一项临床前研究中，由两名DZIF科学家领导的国际研究小组使用宏基因组和培养分析来确定在重复使用抗生素后有助于微生物群落恢复的进化机制。该研究现已发表在《细胞宿主与微生物》杂志上。

每个人的肠道微生物组都包含一个特定的微生物群落，通常可以保持多年稳定。然而，它可能会因饮食变化、感染或药物等因素而失去平衡。抗生素尤其对微生物组有很大的影响。作为回应，微生物采用各种耐药机制，通过选择抗生素耐药变体来进化个体细菌种群。然而，人们对这些过程的范围和机制及其对微生物群落生态的影响知之甚少。

在一项全面的宏基因组研究中，DZIF科学家BärbelStecher教授和AliceMcHardy教授与一个国际研究团队一起研究了暴露于抗生素反复破坏的肠道细菌的进化。为此，他们使用了一种无菌小鼠模型，即小鼠保持无菌状态并稳定地被已知的细菌群定殖。该模型允许在明确和可控的条件下对自然宿主中社区的个体成员进行进化研究。

然后，研究人员分析了80天内不同类别抗生素对微生物组的影响。使用宏基因组分析，他们在细菌种群中选择了推定的抗生素抗性促进突变，随后分析了从群落中分离出的进化细菌克隆的特征。

“我们能够追踪重复的抗生素治疗如何导致选择抗生素耐药的共生细菌，这会在一段时间后增加微生物群落对某些抗生素(如四环素)的恢复力。除了通过进化适应微生物组之外单个微生物，我们还发现了单个细菌通过减缓细胞生长而产生耐药性的证据。可以说，微生物组适应了治疗，并且能够更好地承受它，”德国感染研究中心(DZIF)和路德维希-马克西米利安-慕尼黑大学(LMU)的MaxvonPettenkofer研究所医学微生物学和卫生学教授。

此外，研究小组观察到由某些抗生素治疗引发的噬菌体诱导。在此过程中，溶源性噬菌体(其基因组整合到细菌基因组中)被激活，随后它们增殖并在释放新病毒颗粒时裂解宿主细胞。“这是抗生素如何间接影响细菌存活的一个例子，”该研究的第一作者PhilippMünch博士说。

总体而言，该研究表明微生物组对抗生素治疗的反应存在巨大差异。这包括，例如，生态效应，例如通过消除肠道生态系统代谢网络中重要的“伙伴”细菌来抑制微生物。

“由于直接和间接反应的高度复杂性，很难预测哪些物种会受到抗生素治疗的影响，即使在具有明确微生物群落的无菌动物模型中也是如此，”生物信息学副协调员AliceMcHardy教授说。DZIF的机器学习和机器学习以及亥姆霍兹感染研究中心感染研究计算生物学系主任，该中心是DZIF的成员机构。

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标签：抗生素细菌研究