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人体内的细菌药剂师
2020年02月29日 22:29 来源: 作者: 字号

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  作者:克劳迪娅·沃利斯 贾明月

  【科技前沿】

  下次吃药时,想象一下,可能不是只有你在“吃药”,而最先吸收的那位也可能不是你。我们很多人都知道胃肠道里充满了细菌,多数时候它们与我们和平共处,帮我们分解食物、合成维生素、抵抗病菌、传递化学信号到脑部和免疫系统。但是,随着一个名字拗口的研究领域(药物微生物组学)的兴起,科学家发现,体内的这些微型居民还会加工我们吃下的药物,由此引发的结果也有好有坏。

  以治疗帕金森病的主流药物左旋多巴为例。左旋多巴进入脑部后,会转化为多巴胺,这是帕金森病患者缺乏的一种神经递质。左旋多巴一般需要与卡比多巴配合使用,因为它可以阻止体内的酶在左旋多巴进入大脑前将其分解。不过,即便使用卡比多巴,在不同的患者之间,实际抵达大脑的左旋多巴剂量也存在很大差别。科学家一直不太清楚其中的原因。有证据表明,即便使用卡比多巴,某些肠道细菌也可以消化左旋多巴。2019年,一项发表于《科学》的研究表明,卡比多巴对这些细菌“完全无效”。当然,这些破坏性细菌的数量因人而异。论文通讯作者、哈佛大学化学教授艾米丽·巴尔斯库斯(Emily Balskus)表示 :这也解释了同样都在服用左旋多巴,为什么有些患者的获益更小。

  细菌还可以破坏经典的心脏类药物 :地高辛。医生在很久之前就发现,大约10%的患者无法从这种药中获益,原因是大量药物(有时甚至超过一半)都会因为一种特殊的肠道细菌而失活,这种细菌的名字叫作迟缓埃格特菌(Eggerthella lenta)。加利福尼亚大学旧金山分校的微生物学家彼得·特恩伯(Peter Turnbaugh)的最新研究表明,在迟缓埃格特菌中,只有特定几个菌株有这种能力。

  此外,体内微生物也会帮助我们。柳氮磺胺吡啶是一种广泛用于类风湿性关节炎、克罗恩病和溃疡性结肠炎的药物。但是,如果缺乏肠道细菌,人体就无法将药物代谢成活性形式。对于多种磺胺类口服抗生素而言,也存在同样的情况。

  另外,为人熟知的二甲双胍也与肠道细菌有关,这是一种用于治疗Ⅱ型糖尿病的一线药物。近期的研究表明,二甲双胍可以改变肠道细菌的组成,而这种改变会让二甲双胍变得更有效。巴尔斯库斯表示,具体机制仍然是个谜。

  在这个新兴领域,最令人兴奋的工作要属伊立替康,这是一种用于治疗晚期结肠癌和胰腺癌的药物,一般与其他药物组合使用。伊立替康可以杀死肿瘤细胞,但会激起严重的腹泻和肠道损伤。因此,很多患者无法忍受足以治疗癌症的剂量——这种现象叫作剂量限制性毒性。北卡罗来纳大学教堂山分校的化学家马修·雷丁博(Matthew Redinbo)正在研究这种现象。为此,他追踪了很多肠杆菌科的细菌(这一科的成员包括沙门氏菌和大肠杆菌)。

  伊立替康一般通过静脉给药,随血液循环到达肿瘤。随后,它会在肝脏中被加入一种单糖,以无害的方式向体外排出。不幸的是,细菌热爱糖类,在排出体外的过程中,胃肠道细菌会将伊立替康身上的糖吸收掉,使毒性药物重新活化,进而“撕碎胃肠道”。

  雷丁博开发了一种可以阻止细菌吃掉糖的小分子,从而让药物能够无害地通过肠道。在动物试验中,这种小分子成功避免了它的胃肠道毒性。雷丁博希望可以在化疗患者中试验这种机制。Symberix是他和同事联合创立的一家公司,这家公司还在开发另一种药物。

  我们知道,常见的止痛药(非甾体抗炎药,如布洛芬和萘普生)可能会导致肠道不适和溃疡,这种现象同样是由那些喜欢糖类的细菌造成的。他们希望通过研发的药物预防这种现象。如果雷丁博和同事成功了,他们将开启一类药物的大门,这类药物能够精准修饰细菌。

  (撰文:克劳迪娅·沃利斯[Claudia Wallis],系《科学美国人·精神》前主编;翻译:贾明月)

 

  

  

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