科学家已发现大量可能损害肠道细菌的日常化学物质。一项针对人造化学物质的大型实验室研究揭示了168种对健康人体肠道中正常存在的细菌有害的物质。这些化学物质会干扰被认为是维持良好健康所必需的微生物的生长。
研究中确定的许多物质预计将通过食物、饮用水或一般环境暴露进入人体,然而大多数物质此前并未被认为会影响细菌。
当肠道细菌适应化学污染物时,一些细菌似乎对环丙沙星等抗生素产生抗药性。如果同样的过程发生在人体肠道内,可能会使某些感染更难治疗。
测试表明常见污染物可损害有益微生物
由剑桥大学领导的研究团队在实验室条件下研究了1076种化学污染物如何影响22种肠道细菌。
被发现干扰微生物生长的物质包括用于作物的除草剂和杀虫剂等农药,以及存在于阻燃剂和塑料中的工业化学物质。
肠道微生物组包含约4,500种不同类型的细菌,它们协同工作以支持身体功能。当这一系统失去平衡时,可能导致涉及消化、体重调节、免疫系统和心理健康的各种健康问题。化学物质的标准安全评估并未考虑对肠道微生物组的影响,因为大多数化学物质被设计为作用于特定目标。例如,杀虫剂旨在影响昆虫,而非人类或其寄居微生物。
新型机器学习工具预测对肠道健康的化学风险
利用研究中收集的数据,研究人员开发了一个机器学习模型,用于预测工业化学物质(无论已在流通中还是仍在设计中)是否可能损害人类肠道细菌。
该研究的详细信息以及机器学习工具发表在《自然·微生物学》(Nature Microbiology)杂志上。
剑桥大学MRC毒理学部门的研究第一作者Indra Roux博士表示:"我们发现,许多设计为仅作用于一种目标(如昆虫或真菌)的化学物质也会影响肠道细菌。我们惊讶地发现其中一些化学物质具有如此强大的影响。例如,许多我们经常接触的工业化学物质,如阻燃剂和增塑剂,此前被认为根本不会影响生物体,但事实证明它们确实有影响。"
该研究单位的资深作者Kiran Patil教授表示:"这项大规模研究的真正意义在于,我们现在拥有数据来预测新化学物质的影响,目标是迈向一个新化学物质从设计之初就安全的未来。"
研究团队成员Stephan Kamrad博士补充道:"用于人类的新化学物质的安全评估必须确保它们对我们的肠道细菌也是安全的,因为这些细菌可能通过我们的食物和水接触到这些化学物质。"
对现实世界化学暴露数据的需求
关于环境化学物质如何直接影响肠道微生物组和人类健康,目前了解仍然有限。研究团队指出,我们的肠道细菌很可能接触到了研究中测试的许多物质,但实际到达肠道的量尚不清楚。未来需要开展追踪全身化学暴露总量的研究,以确定真实风险水平。
Patil表示:"现在我们已经开始在实验室环境中发现这些相互作用,重要的是开始收集更多现实世界中的化学暴露数据,以观察我们的身体中是否存在类似的影响。"
同时,研究人员建议采取实用措施来减少接触化学污染物,例如在食用前彻底清洗水果和蔬菜,以及避免在家用花园中使用农药。
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