活性肠道微生物的化学成像。在重水、培养基和药物中短暂孵育后，粪便样本中的各种化学键（此处为 CD 和 CH）以黄色和绿色显示，其比例以黄紫色（左）显示。在同一图像部分中，使用青色荧光标记寡核苷酸探针检测选定的微生物。可以根据 CD 键的数量确定检测到的微生物的活性。图片来源：Xiaowei Ge（波士顿大学）

一项新研究表明，用于治疗帕金森病的药物恩他卡朋会诱发铁缺乏症，从而严重破坏肠道微生物群。

研究人员利用先进的成像和分子技术表明，该药物抑制有益微生物，同时促进在缺铁条件下旺盛生长的大肠杆菌的生长。

一项新研究表明，广泛用于治疗帕金森病的恩他卡朋会导致缺铁，从而严重破坏肠道微生物群。这项研究由维也纳大学的研究人员与南安普顿大学、奥尔堡大学和波士顿大学的研究人员合作完成，发表在《自然微生物学》杂志上。它揭示了针对人类的药物如何无意中改变对健康至关重要的微生物群落。

众所周知，抗生素会破坏肠道细菌，但最近的研究表明，许多其他药物（尤其是用于治疗神经系统疾病的药物）也会产生重大影响。尽管这些药物旨在针对特定器官，但它们可能会无意中扰乱肠道微生物的平衡，从而可能导致健康问题。到目前为止，大多数关于这些药物-微生物组相互作用的研究都依赖于受多种变量影响的患者数据或使用分离细菌的实验，而这些实验无法反映人类肠道微生物组的复杂性。

该国际团队采用一种新颖的实验方法，研究了两种药物（恩他卡朋和洛沙平，一种治疗精神分裂症的药物）对健康人类捐赠者粪便样本的影响。他们将样本与治疗浓度的这些药物一起孵育，然后使用先进的分子和成像技术（包括重水标记结合受激拉曼光谱 (SRS)）分析对微生物群落的影响。该团队发现洛沙平，尤其是恩他卡朋严重抑制了许多微生物组成员，而大肠杆菌在恩他卡朋存在下急剧扩增。

“当我们检查微生物的活动而不仅仅是它们的丰度时，结果更加惊人，”这项研究的主要作者、维也纳大学前博士后研究员法蒂玛·佩雷拉 (Fatima Pereira) 解释说：“重水-SRS 方法让我们能够观察到肠道微生物群中微妙而重要的变化，而这些变化在传统的基于丰度的测量中往往会被忽略。”

研究人员推测，恩他卡朋可能会干扰肠道中铁元素的利用，而铁元素是许多微生物的关键资源。他们的实验证实，向含有恩他卡朋的粪便样本中添加铁元素可抵消该药物改变微生物组的作用。进一步的研究表明，在这些条件下茁壮成长的大肠杆菌具有高效的铁吸收系统（肠杆菌素铁载体）。该系统使细菌能够克服铁缺乏并增殖，即使在药物存在的情况下也是如此。

维也纳大学卓越集群科学主任兼微生物学和环境系统科学中心（CeMESS）副主任迈克尔·瓦格纳 (Michael Wagner) 说：“通过证明恩他卡朋会导致缺铁，我们发现了药物引起肠道菌群失调的新机制，即药物选择大肠杆菌和其他适应铁限制条件的潜在致病微生物。”

这一发现对于理解其他针对人类的药物如何影响肠道微生物群具有更广泛的意义。包括恩他卡朋在内的几种药物都含有与金属结合的儿茶酚基团，这表明这种机制可能是药物诱导微生物群改变的更常见途径。

这项研究结果还为减轻恩他卡朋等药物的副作用提供了机会。通过确保大肠有足够的铁供应，可能可以减少帕金森病治疗中经常出现的菌群失调和胃肠道问题。

“下一步是探索如何改进药物治疗，以更好地支持肠道微生物群，”瓦格纳说：“我们正在研究选择性地将铁输送到大肠的策略，这样它就可以有益于微生物群，而不会干扰小肠对药物的吸收。”

这项研究是 FWF 资助的卓越集群“微生物组推动地球健康”的一部分，这是一项包括八家奥地利领先研究机构的合作研究计划。

参考文献：“帕金森病药物恩他卡朋通过铁螯合破坏肠道微生物稳态”，作者：Fátima C. Pereira、Xiaowei Ge、Jannie M. Kristensen、Rasmus H. Kirkegaard、Klara Maritsch、Dávid Szamosvári、Stefanie Imminger、David Seki、Juwairiyah B. Shazzad、Yifan Zhu、Marie Decorte、Bela Hausmann、David Berry、Kenneth Wasmund、Arno Schintlmeister、Thomas Böttcher、Ji-Xin Cheng 和 Michael Wagner，2024 年 11 月 21 日，《自然微生物学》。DOI：10.1038/s41564-024-01853-0

来源：维也纳大学（UNIVIE）

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