药物与肠道微生物组：远不止抗生素的相互作用
作者： Paula Smith-Brown博士和Kaylyn Tousignant博士
2021年5月
您是否在整体患者诊疗中考虑过微生物组与药物的相互作用？
作为医疗专业人士，您知道完整采集用药史对指导患者健康至关重要。在微生物健康领域，抗菌药物（如抗生素、抗真菌药、抗病毒药）的使用往往最引人关注。但越来越多证据显示，许多药物都会影响微生物组构成，而微生物组同时也在调节药物代谢（见图1）¹。
图1. 药物与微生物组的双向影响（Zimmerman, 2021）¹
多种药物影响微生物组（远不止抗生素）²
虽然抗生素对肠道微生物组的影响最受关注，但新兴证据表明许多常用药物也会产生意外影响。已证实的案例包括：二甲双胍、质子泵抑制剂（PPIs）、非甾体抗炎药（NSAIDs）、对乙酰氨基酚、泻药、他汀类药物、抗抑郁药和抗精神病药物¹。
药物对微生物组的影响不一定是负面的，有时甚至是治疗机制的一部分。例如研究显示，二甲双胍¹和他汀类药物³与微生物组有益变化相关。
令人意外的是，质子泵抑制剂（PPIs）对肠道微生物组的影响甚至超过抗生素⁴。 这类广泛用于治疗消化不良、胃溃疡和胃食管反流的药物，是澳大利亚第二常用的处方药⁵。虽然PPIs传统上被认为安全有效，但近期研究指出其存在过度使用现象，忽视了长期使用的潜在风险。PPIs通过减少胃酸分泌产生多方面影响⁶：胃酸不仅帮助吸收铁、钙、维生素B12等微量营养素，更是抵御病原微生物的第一道防线。因此，PPIs使用与微量元素缺乏、胃肠道感染和小肠细菌过度生长（SIBO）风险增加相关²。近期纳入近900名PPI使用者的系统综述显示，该类药物会导致微生物组显著改变，包括口腔来源菌种异常增多和有益菌减少。
微生物组的β-葡糖苷酸酶可能增强特定药物作用⁷'⁸
反过来，微生物组也会影响药物代谢，解释个体间药效差异。微生物代谢可导致药物活化、失活或产生毒性¹。
β-葡糖苷酸酶是一种细菌酶，可通过逆转葡萄糖苷酸化（一种解毒过程）限制药物排出体外（见图2）。
图2. 微生物β-葡糖苷酸酶对药物代谢的潜在影响（Elmassry, 2021）⁸
科学家最近列出的100种已知经葡萄糖苷酸化代谢的药物中，22种涉及疼痛管理，包括对乙酰氨基酚、布洛芬及吗啡等处方药。事实上，NSAIDs引起的肠道损伤可能正源于微生物β-葡糖苷酸酶活性⁹。其他受影响药物还包括糖尿病、激素治疗、高胆固醇血症、高血压及哮喘用药。
Microba的Insight™肠道微生物组分析可检测微生物组产生β-葡糖苷酸酶的能力，这对评估常用药物排泄具有重要意义。需注意的是，宏基因组分析虽能测量整体β-葡糖苷酸酶潜力，但不同细菌产生的酶存在结构差异。目前已鉴定279种微生物β-葡糖苷酸酶，个体微生物组可能包含4-38种不同类型⁹。酶结构差异决定了其在细菌中的定位和功能：某些酶位于细胞内处理小分子，另一些则分布于胞外可分解大分子。值得注意的误区是：并非只有"有害"菌能产生此酶，人体肠道微生物组各门类中普遍存在β-葡糖苷酸酶⁹。
这提示我们需结合患者用药史、症状表现，综合评估其微生物组的β-葡糖苷酸酶潜力，以判断是否需要干预酶活性。对于需要调节的患者，魔芋根提取的葡甘露聚糖（存在于低热量魔芋面等食品中）已被证实可降低粪便β-葡糖苷酸酶活性¹⁰。
总结
微生物组在人类健康中扮演核心角色，需结合个体医疗史、症状、饮食、生活方式和用药史进行综合分析。几乎所有药物都可能改变微生物组组成和功能，但这种影响未必都是负面的。同时，微生物组也会影响药物效果、耐受性和毒性。Microba的Insight™肠道微生物组分析通过尖端宏基因组测序，全面解析肠道微生物组（包括β-葡糖苷酸酶潜力），助力制定个性化诊疗方案。
如患者担忧药物对微生物组的影响，建议在调整用药方案前先与处方医生沟通。
作者简介
Paula Smith-Brown博士
作为Microba Insight项目的临床科学负责人兼注册执业营养师，Paula于2017年获昆士兰大学博士学位，研究儿童饮食、肠道菌群与体成分关联，拥有超过十年临床经验。
Kaylyn Tousignant博士
Microba科学撰稿人，致力于让科学知识通俗易懂。拥有昆士兰科技大学生物医学科学博士学位，研究聚焦癌症生物学与细胞代谢，当前研究重点为肠道微生物组对健康与疾病多方面影响。
参考文献：
- Zimmermann M等. Mol Syst Biol, 2021
- Macke L等. Aliment Pharmacol Ther, 2020
- Dias AM等. Pharmacol Res Perspect, 2020
- Gacesa R等. bioRxiv, 2020
- 澳大利亚卫生部. PBS处方报告, 2018-2019
- Daniels B等. Therap Adv Gastroenterol, 2020
- Chackalamannil S等. Comprehensive Medicinal Chemistry III, 2017
- Elmassry M等. Plos One, 2021
- Pollet RM等. Structure, 2017
- Gao C等. Drug Metab Dispos, 2018
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