En undersøgelse ved University of Alabama i Birmingham har nu sporet denne forstyrrelse på niveau med en stamme af mikrober, der erstatter en anden stamme af den samme art hos 30 individer - alle unge, raske voksne, der forventes at have stabile mikrobielle samfund.
Som det fremgår af vores analyse, kapaciteten til at komme sig i forhold til antallet og stabiliteten af nye stammer er specifik for hver enkelt person. "
Casey Morrow, Ph.d., leder af forskerteamet og professor emeritus i UABs celleafdeling, Udviklings- og integrationsbiologi
Forskelle i genopretning har potentielle sundhedsmæssige konsekvenser, Siger Morrow.
"Det er muligt, at når individer bliver ældre, med hver forskellig antal og cyklusser af antibiotikabehandling, reservoiret af mikrobielle stammer er opbrugt, resulterer i et intraindividuelt genoprettelsesmønster for specifikke mikrobielle stammer, "sagde han." At forstå dette genopretningsmønster-herunder forekomsten af bestemte stammer efter antibiotika-kan være en vigtig overvejelse for langsigtet sundhed. "
"I fremtiden, karakteriseringen af disse individspecifikke genopretningsmønstre kunne også bruges til at forudsige modtageligheden for både endogene og eksogene mikrobielle patogener. "
UAB -undersøgelsen brugte bioinformatiske værktøjer til at analysere et tidligere beskrevet studie af 18 personer, der havde fået et enkelt antibiotikum, cefprozil, i en uge. Deres fækale prøver blev indsamlet ved forbehandling, ved afslutning af antibiotikabehandling og tre måneder efter behandling. UAB -undersøgelsen analyserede også tidligere beskrevne data om 12 personer, der fik en kombination af tre antibiotika - meropenem, gentamicin og vancomycin - i fire dage. Deres fækale prøver blev indsamlet ved forbehandling; ved afslutning af behandlingen og klokken fire, 38 og 176 dage efter behandlingen. Seks kontrolindivider, der ikke modtog antibiotika, blev også analyseret.
Generelt, UAB -forskerne fandt ud af, at stammer af de 10 mest forekommende arter forblev stabile i kontrollerne. I de enkelte antibiotikabehandlingspersoner, 15 af 18 personer havde forbigående nye stammer efter behandlingen, der, på tur, blev erstattet af den oprindelige stamme med tre måneder efter behandlingen.
I modsætning, de tredobbelte antibiotika-individer viste en signifikant stigning i nye stammer, der fortsatte så længe som seks måneder efter behandlingen, sammenlignet med det enkelte antibiotikum og kontrolindividerne. Desuden, fraktionen af forbigående stammer var også signifikant højere hos de mange antibiotikapersoner. Dette foreslog en langsigtet ændring til en alternativ stabil mikrobiomtilstand, Siger Morrow. Disse ændringer skyldtes ikke en forskel i vækstrater.
"I betragtning af mikrobiomets betydning for menneskers sundhed, vi tror, at vores resultater med disse datasæt kan bruges til at hjælpe med at evaluere mikrobiomstabilitet under forskellige forhold, "Sagde Morgen." F.eks. vi kan nu vejlede kliniske undersøgere om at bedømme virkningen af visse behandlinger for sygdomme, såsom kræft eller diabetes, på tarmmikrobielt samfund, der kunne have betydning for evaluering af resultater. Desuden, denne tilgang kunne anvendes på en patients præ- og post-hospitalsindlæggelse for at identificere personer, der kan have brug for yderligere håndtering af deres mikrobiomer. "
"Denne undersøgelse brugte et værktøj til sporing af bioinformatik, der tidligere var udviklet af UAB, kaldet vinduesbaseret lighed Single-nucleotide-variant, eller WSS, til sporing af individers mikrobielle stammer fra forbehandling til behandling efter antibiotika, "sagde Hyunmin Koo, Ph.d., UAB Institut for Genetik og Heflin Center for Genomisk Videnskab, der ledede informatikanalysen. "Denne teknik fremmer analysen af antibiotikas indvirkning på tarmmikrobioten i mennesker. Tidligere undersøgelser af mikrobiomet havde været i stand til at bestemme en samlet taksonomisk profil inklusive den relative mængdeinformation for hver art, men viste en begrænsning for at skelne hver art på stammniveauet eller spore den samme stamme i hver enkelt på længdeniveau. "
I 2017, UAB -forskerne brugte WSS til at vise den første direkte demonstration af, at fækaldonormikrober - der bruges til behandling af patienter med tilbagevendende Clostridium difficile -infektioner - forblev hos modtagere i måneder eller år efter fækale transplantationer.