健康科普:同樣的藥,為什麽對他有效卻對你沒效果,可能得問腸道菌群
發布時間:2020-12-17
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  人生病時,吃藥就是我們(men) 緩解與(yu) 治療病痛最常選擇的手段。但有時我們(men) 會(hui) 發現,對別人有效的藥物對自己似乎沒有什麽(me) 療效。醫生常常會(hui) 這樣解釋:“每個(ge) 人的個(ge) 體(ti) 情況不同,藥物療效會(hui) 有差別”。

  那麽(me) ,個(ge) 體(ti) 情況不同究竟是指什麽(me) ?到底為(wei) 什麽(me) 會(hui) 出現這種現象呢?

  越來越多的研究發現,藥物是否有效,或許與(yu) 我們(men) 的腸道微生物有關(guan) 。小小的微生物真的有如此大的能耐?下麵就讓我們(men) 一起了解一下神奇的腸道微生物。

  認識腸道微生物

  腸道微生物是指棲息寄居在人類腸道內(nei) 的微生物群落的總稱。腸道是一個(ge) 多元化的充滿活力的微生態係統,數以億(yi) 計的微生物互相依存、互相製約,在質和量上形成一種生態平衡,是人體(ti) 內(nei) 最重要的一種外環境。

  腸道微生物種類豐(feng) 富,據推測有1000餘(yu) 種,其中,約90%屬於(yu) 擬杆菌門和厚壁菌門。不僅(jin) 如此,腸道微生物的數量也十分巨大,成年人的腸道微生物數量約為(wei) 100萬(wan) 億(yi) ,超過人體(ti) 體(ti) 細胞的10倍左右。成年人腸道微生物的質量約為(wei) 1.2-1.5千克,接近人體(ti) 肝髒的質量。

  

  圖源:veer圖庫

  需要注意的是,每個(ge) 人的腸道微生物菌群都是獨一無二的,即使是同卵雙胞胎也各不相同。這是因為(wei) ,腸道微生物的組成、種類、數量及其穩定性受多種因素影響,包括遺傳(chuan) 基因、分娩方式、性別、飲食結構、生活環境、身體(ti) 健康狀況等。

  胎兒(er) 在子宮內(nei) 時,處於(yu) 相對少菌或無菌狀態。出生後,與(yu) 外界接觸幾小時就會(hui) 有細菌定植於(yu) 腸道,糞便中也會(hui) 出現腸杆菌和腸球菌。24-48小時後,糞便中逐漸出現雙歧杆菌、類杆菌等多種微生物。隨著嬰兒(er) 月份增大,各種微生物菌群、數量逐漸增多,成年後最終形成一個(ge) 複雜而穩定的微生態係統。

  健康成年人的腸道微生物菌群的種類、數量相對恒定。隨著年齡的增大,腸道微生態穩定性也會(hui) 逐漸變差,這也是老年人易患各種疾病的原因之一。

  種類豐(feng) 富、數量巨大的腸道微生物為(wei) 人體(ti) 機能的正常運轉提供了保障,那麽(me) ,它是如何影響藥物的療效的呢?

  藥物是否有效,腸道微生物有發言權!

  腸道是人體(ti) 主要的消化吸收場所,也是最大的排毒免疫器官,在維持人體(ti) 免疫防禦中發揮著重要的作用,腸道內(nei) 豐(feng) 富的微生物群也會(hui) 影響腸道發揮作用。

  首先,腸道微生物能提前代謝掉藥物,讓藥物不能到達“目的地”。

  研究發現,腸道微生物能夠代謝掉治療帕金森的藥物。帕金森病與(yu) 大腦中多巴胺能神經細胞變性死亡有關(guan) ,大多帕金森病與(yu) 神經係統老化相關(guan) 。

  目前,治療帕金森病的主要藥物是左旋多巴(L-dopa)。左旋多巴在經小腸吸收後會(hui) 進入血液,之後透過血腦屏障進入大腦,在腦內(nei) L-酪氨酸脫羧酶作用下轉變為(wei) 多巴胺,發揮多巴胺替代治療的效果,從(cong) 而緩解相應的症狀。

  但在臨(lin) 床研究發現,左旋多巴對部分患者並沒有展現出明顯療效。在多數患者體(ti) 內(nei) ,有1%~5% 藥物能夠真正送達大腦起作用,部分患者在服用藥物後,左旋多巴都未能進入大腦,藥物在腸道內(nei) 就被代謝為(wei) 多巴胺,而在腦外的多巴胺可能引發嚴(yan) 重的胃腸道窘迫、心律失常等副作用,不僅(jin) 導致藥物完全失效,甚至對人體(ti) 帶來危險。

  

  (圖片來源:自製)

  加州大學舊金山分校科研團隊通過研究腸道微生物與(yu) 左旋多巴藥效的相關(guan) 性,發現藥物失效的患者腸道中糞腸球菌(Enterococcus faecalis)豐(feng) 度明顯高於(yu) 有療效患者。這類糞腸球菌能產(chan) 生一種脫羧酶,可將左旋多巴脫羧生成多巴胺,新生成的多巴胺又被降解為(wei) 更小分子,最終將左旋多巴完全代謝掉。當用抗生素殺滅糞腸球菌後,可明顯改善左旋多巴對患者的療效。可見,患者的腸道微生物影響著左旋多巴的療效。

    其次,腸道微生物可能讓藥物喪(sang) 失活力,沒法“使力”。

  吉西他濱(Gemcitabine)是一種胞嘧啶衍生物,化學名稱為(wei) 2,2′-雙氟胞嘧啶核苷,是一種細胞周期特異性代謝類抗腫瘤藥物,吉西他濱的活性代謝物吉西他濱二磷酸(dFdCDP)和吉西他濱三磷酸(dFdCTP)能摻入到腫瘤細胞的DNA分子中,阻止DNA複製,從(cong) 而阻止腫瘤細胞增殖。臨(lin) 床上用於(yu) 治療胰腺癌、乳腺癌、結腸癌等惡性實體(ti) 瘤。

  

  圖片來源:自製

  芝加哥大學科研團隊發現,如果患者腸道中存在γ-變形菌(大腸杆菌、沙雷氏菌、克雷伯氏菌等革蘭(lan) 氏陰性菌),吉西他濱的治療效果就非常不好。深入的研究發現,這些γ-變形菌能產(chan) 生一種活性酶,在腸道中將吉西他濱轉變為(wei) 非活性形式,導致藥物失效。而當給患者服用殺滅γ-變形菌的藥物後,治療效果會(hui) 得到改善。

  

  圖片來源:自製

  此外,腸道微生物還會(hui) 影響癌症患者的免疫療法。

  免疫療法,即通過藥物增強患者自身的免疫能力來消滅腫瘤細胞,PD-1/PD-L1抗體(ti) 藥就是其中一種。免疫細胞上有一種蛋白PD-1(programmed death 1,程序死亡分子1),腫瘤細胞會(hui) 產(chan) 生相應的配體(ti) 分子,即PD-L1(programmed death Ligand 1,細胞程序死亡配體(ti) 1),這兩(liang) 種分子相互結合後產(chan) 生一種分子信號,該信號會(hui) 降低免疫細胞的活性,從(cong) 而減弱免疫細胞對腫瘤細胞的攻擊。腫瘤就是利用這種方式隱蔽自己,得以生存。

  因此,如果能想辦法阻斷PD-1與(yu) PD-L1之間的結合,就能避免它們(men) 結合後對免疫細胞的影響,這就是PD-1/PD-L1抗體(ti) 藥的作用。這些抗體(ti) 藥能夠與(yu) 免疫細胞的PD-1蛋白或腫瘤細胞的PD-L1分子結合,從(cong) 而使PD-1無法與(yu) PD-L1結合,這就有效阻斷了腫瘤細胞對免疫細胞的“蒙蔽”,使免疫細胞保持活性,殺滅腫瘤細胞。

  

  圖片來源:Michael Konomos/埃默裏大學醫學院

  PD-1/PD-L1抗體(ti) 藥為(wei) 腫瘤治療帶來了前所未有的變化,但臨(lin) 床治療中,PD-1/PD-L1抗體(ti) 免疫療法對25%的患者有明顯療效。美國MD安德森癌症中心研究團隊揭秘了其中原因,他們(men) 發現,腫瘤患者的腸道菌群組成和PD-1/PD-L1抗體(ti) 免疫療法的效果之間存在顯著關(guan) 聯。通過分析79名黑色素瘤患者的腸道菌群構成,研究人員發現PD-1/PD-L1抗體(ti) 療法響應較好的患者腸道菌群中,長雙歧杆菌、糞腸球菌和產(chan) 氣柯林斯菌等菌種的豐(feng) 度較高,這些菌群可激活免疫係統,助力藥物發揮作用。動物實驗證實,若給患黑色素瘤的無菌小鼠移植這些患者的糞菌,可明顯增強PD-1/PD-L1抗體(ti) 的療效,提高免疫細胞的應答,改善小鼠腫瘤的控製。

  

  圖片來源:圖蟲創意

  每個(ge) 人的腸道微生物菌群存在差異,通過研究藥物和腸道微生物之間的相互作用,分析藥物的毒性和療效,對症對人用藥,才能達到理想療效。目前,美國、中國、歐盟國家、日本等十幾個(ge) 國家已投入巨資開展了“人類微生物組計劃”(Human Microbiome Project,HMP),目的就是繪製人體(ti) 不同器官中微生物基因組圖譜,解析微生物菌群結構變化對人類健康的影響,研製開發新型的高效、低毒藥物。相信通過更進一步的研究,科學家們(men) 能夠揭示人體(ti) 機能與(yu) 腸道微生物之間的奧秘,保障人類健康。  

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