科学家们发现，超过140种药物会改变肠道微生物组，迫使细菌为争夺营养而竞争，这种现象已知会导致肠道失衡并引发促进癌症的炎症。
斯坦福大学的研究人员专注于影响肠道大量微生物的常见药物，这些药物可能对新陈代谢、免疫系统反应和整体健康产生深远影响。
他们发现，肠道中潜在致命的变化源于某些药物杀死细菌种群并改变营养物质的可获得性。
这些具有重大影响的药物包括51种抗生素、某些化疗药物、抗真菌药物以及用于治疗双相情感障碍和精神分裂症的抗精神病药物。
这些药物在肠道内创造了一种新环境，其中最耐药的细菌得以存活，而较弱的菌株则被杀死。
然而，当药物杀死较弱的肠道细菌种群时，它们所依赖的所有糖分、氨基酸和其他分子都会留在肠道中，供更危险的菌株茁壮成长。
这使得有害的、引发炎症的菌种迅速增长，可能永久性地改变肠道平衡，创造出一种促进癌症的状态。
存活下来的细菌能够重塑人体微生物组——即增强免疫系统并对抗病毒的健康细菌集合——使其转变为促炎状态，从而增加结直肠癌的风险。
加利福尼亚州的三位孩子的母亲玛丽莎·彼得斯（图中所示，当时39岁）于2021年夏天被诊断为三期直肠癌。彼得斯的癌症被认为是早发型，指50岁以下人群的病例，而这类病例在美国正日益增多。
首席研究员手铎·石博士在一份声明中表示："换句话说，药物不仅杀死细菌；它们还重新洗牌我们肠道中的'自助餐'，而这种洗牌决定了哪些细菌会胜出。"
斯坦福大学的微生物学家和免疫学家、首席研究员KC黄博士补充道："了解微生物如何为食物竞争最终揭示了这一附带损害故事的很大一部分。它使我们能够预测谁会存活，谁会死亡，并使随后的混乱变得非常直观。我认为这是我们最兴奋的地方。"
研究团队取了一个人类粪便样本，用它来定植小鼠，然后用其肠道内容物创造了一个稳定的微生物群落，他们可以在实验室培养皿中培养。
它们肠道中的细菌群落包含数十种不同物种，它们之间的相互作用与在人类肠道中相同。
然后，他们将小鼠暴露于707种不同的药物中，每次实验一种药物，所有药物浓度相同。
在用药物培养了十多个细菌群落后，他们测试了在引入药物后有多少细菌群落存活下来，以及死亡菌株留下的营养物质和废物产物，同时测量整个群落的总体生长情况，以观察每种药物对其抑制程度。
特雷·曼西尼（图中所示）在28岁时被诊断为"侵袭性"三期结肠癌。他告诉媒体，如果不是因为棒球常规血液检查，他可能"直到为时已晚"才被诊断出来。
研究人员发现的一个关键例子涉及两种有益的细菌种类，它们在暴露于抗真菌药物比芬奈唑时在试管中存活下来。这些细菌依靠一种含铁分子——血红素作为食物，科学家们添加了这种物质。
然而，在肠道中，这些相同的细菌不能直接获得血红素，必须依赖其他细菌来产生和供应它。然而，抗真菌药物杀死了通常提供这种关键化合物的细菌，切断了该物种的食物供应。
突然被剥夺食物而变得虚弱后，这些有益的细菌种类变得对它们以前能够抵抗的药物敏感，使有害的细菌菌株得以利用剩余的营养物质并蓬勃发展。
141种药物造成的损害往往是永久性的，这些药物清除了整个细菌群落，即使在药物被移除后，群落也无法恢复到原始状态。
由此产生的失衡在肠道中造成慢性炎症状态，这可能会损伤结肠细胞DNA，并促进导致结直肠癌的过程。
失衡的微生物组还会破坏肠道内衬的粘膜屏障，使毒素和其他有害物质渗入肠道组织，进一步助长持续的低度炎症，并促进癌细胞发育和聚集成肿瘤。
这种失衡，也称为菌群失调，会产生已知促进癌症的有害废物和副产品，包括某些大肠杆菌细菌产生的大肠杆菌素。
大肠杆菌素会损伤结肠细胞的DNA，导致影响癌症发展的突变。
在一个关键例子中，两种拟杆菌属物种在试管中被给予关键铁分子（血红素）时对一种抗真菌药物产生抗药性。但在肠道群落中，它们依赖其他细菌提供这种物质。药物中断了供应，使它们缺乏血红素。图表中的线条代表随着药物浓度增加，不同细菌物种的丰度。
多年来，美国各地的医生一直在发出警告，称对常见抗生素产生耐药性的细菌菌株数量正在增加，需要使用高剂量的不太常用的药物。
这些耐药性感染后来被称为"超级细菌"。
美国癌症协会最近的调查显示，55岁以下成年人中结直肠癌病例急剧增加，45至49岁人群的诊断率从2019年之前的每年1%增长加速到2022年的每年12%。
另一项分析指出，结肠癌是年轻人中增长最快的癌症之一，特别是20至29岁人群，病例平均每年增长2.4%。
该疾病预计到2030年将成为50岁以下人群中最常见的癌症。
斯坦福团队的工作为其他科学家提供了一种预测药物对肠道细菌影响的工具，为保护或快速重建治疗后的健康微生物组的战略打开了大门。
石博士表示："我们的研究推动了从将药物视为作用于单一微生物的思维，转变为将其视为作用于生态系统的思维。如果我们能够理解和模拟生态系统反应，我们有一天可以选择药物以及伴随的饮食或益生菌，不仅基于它们治疗疾病的疗效，还基于它们如何保护或促进健康微生物组。"
他们的研究结果发表在《细胞》杂志上。
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