即使极少量接触现代医学也能迅速改变人类微生物组。在Cell Press期刊《细胞报告》5月20日发表的一项新研究中,研究人员揭示,偏远亚马逊地区原住民社区的肠道微生物在仅接受几次医疗访问后,就开始向城市工业化人群中常见的模式转变。
"这项研究让我们更好地了解了人类肠道微生物的敏感性。它为未来研究打开了大门,帮助我们了解如何在使用抗生素等可能耗尽肠道微生物的药物后恢复我们的微生物群。"
——通讯作者、新泽西州罗格斯大学Maria G. Dominguez-Bello
先前的研究表明,城市化(包括饮食、生活方式和生活环境的变化)会影响人类肠道微生物。但由于这些变化通常同时发生,科学家很难将每个因素对微生物的影响单独分离出来。
生活在偏远亚马逊丛林中的委内瑞拉原住民社区使用祖先的知识和技术进行捕鱼、狩猎、采集和园艺。他们的传统生活方式和饮食多年来基本保持不变。然而,自2015年底以来,一些村庄开始通过世界卫生组织支持的项目接受季度性医疗访问,以治疗和预防盘尾丝虫病(又称河盲症)——这是一种在非洲和拉丁美洲国家流行的寄生虫感染。通过该项目,村民接受常规的抗寄生虫药物和基本医疗护理。
Dominguez-Bello说:"该项目提供了一个罕见的自然实验。"她表示:"我们知道,城市社会的研究表明,抗生素对肠道微生物可能产生巨大影响。但我们不知道即使是基本的药物可能如何影响那些极少接触药物的人。"
研究团队于2015年10月首次与医疗团队一起访问了这些村庄,并于2016年2月再次访问。他们从335名参与者的肠道、口腔、鼻腔和皮肤收集了样本。
研究团队发现,即使在饮食或生活方式没有重大变化的情况下,村民的肠道微生物群在第一次医疗访问后就开始类似于工业化社会生活的人群。经过四个月的治疗,村民肠道微生物多样性下降,与纤维消化相关的普雷沃氏菌属(Prevotella)和密螺旋体属(Treponema)细菌数量减少。与此同时,拟杆菌门(Bacteroidota)和疣微菌门(Verrucomicrobia)等在工业化人群中更常见的细菌群在村民中变得更加丰富。
这些变化与长期接触医疗的村庄中观察到的变化一致,在这些村庄中,某些微生物群逐渐变得不那么常见。这些变化表明,医疗接触可能有助于将微生物组推向更城市化的配置,其中儿童的变化最为显著。
研究团队还分析了村民微生物功能可能发生的变化。他们发现,治疗后,参与分解简单碳水化合物和产生抗菌素耐药性的微生物基因在肠道中变得更加普遍,而与某些代谢过程和纤维发酵相关的基因则减少。
Dominguez-Bello说:"居住在这些村庄的人们的肠道微生物多样性几乎是(城市人群)的两倍,高多样性意味着他们有多种微生物执行类似的功能。这些社区的微生物组与美国普通人的微生物组之间仍然存在很大差异。但如果多样性继续下降,可能会有失去重要功能的风险。"
这些变化不仅限于肠道。研究人员还发现口腔、鼻腔和皮肤上的微生物群落也发生了变化,尽管每个身体部位的反应不同。例如,村民的口腔微生物多样性下降,但鼻腔微生物群落在第一次医疗访问后显示出多样性增加。
Dominguez-Bello表示,治疗河盲症等传染病的项目提供了挽救生命的益处,但未来的公共卫生策略也可以考虑减少对肠道微生物组影响的方法。
Dominguez-Bello说:"我们的发现表明微生物组非常敏感,可以迅速变化。从肥胖到过敏甚至某些癌症的许多疾病都与肠道微生物有关。了解如何保护和恢复微生物多样性可能成为改善我们健康的重要部分。"
这项工作得到了加拿大先进研究所、C&D基金和Emch基金的支持。
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