一项新的研究发现，普通药物会在肠道细菌中积聚，改变细菌的功能，并可能降低药物的有效性。根据发表在《自然》杂志上的这项研究，这些相互作用——在各种药物中都可以看到，比如抑郁症、糖尿病和哮喘药物——可以帮助研究人员更好地了解药物有效性和副作用的个体差异。
众所周知，细菌可以对某些药物进行化学修饰，这一过程被称为生物转化。这项研究由剑桥大学医学研究委员会(MRC)毒理学小组和德国欧洲分子生物学实验室(EMBL)的研究人员领导，首次表明某些种类的肠道细菌会积累人类药物，改变细菌的类型及其活性。
这可能会直接改变药物的有效性，因为积累会减少药物对人体的可用性，也可能间接改变药物的有效性，因为细菌功能和成分的改变可能与副作用有关。
人体肠道自然包含数百种不同种类的细菌群落，这些细菌对健康和疾病都很重要，被称为肠道微生物群。细菌种类的组成在人与人之间差异很大，以前已被证明与多种疾病有关，包括肥胖、免疫反应和精神健康。
在这项研究中，研究人员培养了25种常见的肠道细菌，并研究了它们如何与15种口服药物相互作用。这些药物的选择代表了一系列不同类型的普通药物，包括抗抑郁药物，这些药物对个体的影响不同，会导致肠道问题和体重增加等副作用。
研究人员测试了这15种药物中的每一种是如何与选定的细菌菌株相互作用的——总共进行了375次细菌药物测试。
他们发现了细菌和所研究药物之间的70种相互作用，其中29种以前没有报道过。
虽然早期的研究表明细菌可以化学修饰药物，但当科学家们进一步研究这些相互作用时，他们发现，在29种新的相互作用中，有17种药物在细菌内积累而没有被修饰。
剑桥大学MRC毒理学部门的基兰·帕蒂尔博士是这项研究的共同负责人，他说:“令人惊讶的是，我们看到的细菌和药物之间的大多数新相互作用都是药物在细菌中积累的，因为到目前为止，生物转化被认为是细菌影响药物可用性的主要方式。”
“这可能是个体之间非常个人化的差异，取决于他们肠道微生物群的组成。我们甚至在同一种细菌的不同菌株之间也看到了差异。”
在细菌中积累的药物包括抗抑郁药度洛西汀和抗糖尿病药罗格列酮。对于一些药物，如孟鲁司特(一种哮喘药物)和罗氟米司特(一种慢性阻塞性肺病药物)，这两种变化都发生在不同的细菌中——它们由某些细菌积累，而由另一些细菌修饰。
他们还发现药物的生物积累改变了积累细菌的代谢。例如，抗抑郁药物度洛西汀与细菌内的几种代谢酶结合，改变了它们分泌的代谢物。
研究人员培养了一个由几种细菌组成的小群落，发现抗抑郁药度洛西汀显著地改变了细菌种类的平衡。这种药物改变了其他细菌赖以为生的积累药物的细菌产生的分子，因此消耗药物的细菌生长得更多，使群落组成不平衡。
研究人员使用秀丽隐杆线虫(一种通常用于研究肠道细菌的线虫)进一步测试了这种效果。他们研究了度洛西汀，发现它会在某些细菌中积聚，而在其他细菌中则不会。与不积累度洛西汀的细菌生长的蠕虫相比，与已被证明积累度洛西汀的细菌生长的蠕虫相比，接触度洛西汀后蠕虫的行为发生了改变。
该研究的共同负责人、欧洲生物医学研究所的阿塔纳西奥斯·泰帕斯博士说:“直到现在，人们才意识到药物和我们的微生物群相互影响，对我们的健康产生了重大影响。”
来自EMBL的皮尔·博克博士是这项研究的联合领导，他说:“这要求我们开始将微生物群视为我们的器官之一。”
研究人员提醒说，这项研究结果仅针对实验室培养的细菌，需要更多的研究来了解肠道细菌对药物的生物积累是如何在人体内表现出来的。
这项研究最初是作为海德堡EMBL的一个合作项目开始的，在Kiran Patil搬到剑桥后，他的团队完成了这项研究。研究人员来自EMBL的Typas、Bork、Zimmermann、Hennig、Schultz和Beck小组和Savitski小组，以及EMBL海德堡的基因组学、蛋白质组学和代谢组学核心设施。
这项研究由欧洲委员会地平线2020、MRC和EMBL资助。
MRC分子和细胞医学负责人梅根·道伊博士说:“这项研究强调了微生物组在药物输送、有效性和安全性方面的重要性。关于微生物组还有很多不太清楚的地方，很明显，需要做进一步的工作来了解这里涉及的重要分子方面，这可能会对个体对一系列常用药物的反应产生积极影响。”
