Cell腸道微生物研究新突破：不同的腸道菌對藥物有何不同的反應？_風聞

普林斯頓大學的研究人員開發出一種系統性新方法，可以評估腸道中的微生物羣如何代謝口服藥物，從而進一步分析藥物的安全性和有效性。

這一新方法提供了關於腸道細菌如何代謝藥物的完整描述，有助於開發更有效，副作用更少且針對個體微生物組的藥物。

相關研究於6月10日發表在Cell雜誌上。

之前的研究已經分析過了腸道細菌的單一種類如何代謝口服藥物，而新的框架可以評估一個人的整個腸道微生物羣落。

分子生物學教授Mohamed S. Donia説：“我們並沒有避開微生物組的複雜性，相反我們深入進行了研究，這種方法使我們能夠針對微生物組對藥物代謝的貢獻有更全面，更現實的認識。”

這一研究團隊使用該方法評估了腸道微生物組對市場上已有的數百種常用藥物的作用。我們人體的腸道是丸劑和液體藥物吸收到體內的主要區域。

在這項研究中，研究人員確定了57個腸道細菌可以改變現有口服藥物的病例。其中有80％以前未曾報道過，這顯示了這一方法揭示未知藥物與微生物組相互作用的潛力。

新方法在早期識別潛在的藥物-微生物組相互作用，就可以酌情變化配方，幫助發現藥物。該方法還可以在臨牀試驗期間幫助更好地分析所測試藥物的毒性和功效。

Donia説：“人與人之間的這種差異強調了為什麼研究單一細菌物種，不可能在個體之間比較微生物組的藥物代謝。我們需要研究整個腸道微生物羣落。”

研究人員發現，某些人的微生物羣對給定的藥物幾乎沒有影響，而其他微生物羣則具有顯著的影響，證明了細菌羣落而不是單一菌種對藥物代謝的重要性。

“每個人的微生物組都是獨特的，在我們的研究中能夠看到這一點，”文章第一作者，醫學博士Bahar Javdan説，“我們觀察到三個主要類別：在我們的研究中被所有微生物組代謝的藥物，被某些人代謝的藥物，以及不受任何微生物組代謝的藥物。”

該方法學方法有助於於個性化治療每個患者的微生物組。例如，這一系統可以幫助預測某種藥物的行為方式，並在預測到不良作用的情況下改變治療策略。

另外一位一作Jaime Lopez説：“這是醫學與生態學碰撞的火花。”他對數據進行了計算和定量分析。“這些微生物羣落中的細菌互相幫助生存，彼此影響酶的分佈。如果不在一個羣落中研究，這是永遠不會捕獲的信息。”

這一系統包括四個步驟，可以評估腸道微生物組對藥物的影響。

首先，研究人員收集了來自匿名捐贈者21份糞便樣本，並對每個個體中的細菌種類進行了分類。他們發現，每個捐贈者都有自己的腸道內獨特的微生物羣落，並且這些個性化羣落中的大多數細菌可以在他們開發的實驗室培養系統中生長。

接下來，他們測試了575種FDA批准的藥物，查看它們是否被21種培養的微生物組中的一種進行化學修飾，然後用所有培養的微生物組測試了一部分藥物。在這裏，他們發現了以前從未報道過的微生物組衍生代謝產物，以及在人類中已經報道過，與副作用有關的代謝產物，但其起源尚不清楚。研究人員發現了所有供體微生物羣對藥物均發生相同反應的情況，也有一些僅部分亞組發生了反應。

然後，他們研究了通過培養的微生物組改變某些修飾藥物的機制。為了確切地瞭解轉化是如何發生的，他們將化學轉化來源追溯到特定細菌種類以及這些細菌內的特定基因。研究還表明，以這種方式發現的微生物衍生代謝反應也可以在小鼠模型中發現，這是適應人類藥物開發方法的第一步。

原文標題：

" Personalized mapping of drug metabolism by the human gut microbiome," by Bahar Javdan, Jaime G. Lopez, Pranatchareeya Chankhamjon, Ying-Chiang J.Lee, Raphaella Hull, Qihao Wu, Xiaojuan Wang, Seema Chatterjee and Mohamed S. Donia, was published on June 10, 2020, in the journal Cell. DOI: 10.1016/j.cell.2020.05.001.