Antibiotikabehandling kan orsaka övergående och långsiktig störning av tarmmikrober

Biljoner mikrober i tarmen hjälper människors hälsa, inklusive matsmältning av bröstmjölk, bryter ner fiber och hjälper till att kontrollera immunsystemet. Dock, antibiotikabehandling är känd för att störa gemenskapsstrukturen för dessa mikrober - 500 till 1, 000 bakteriearter som har ett främst fördelaktigt inflytande.

En studie vid University of Alabama i Birmingham har nu spårat denna störning i nivå med en stam av mikrober som ersätter en annan stam av samma art hos 30 individer - alla unga, friska vuxna som förväntas ha stabila mikrobiella samhällen.

Som framgår av vår analys, förmågan att återhämta sig med avseende på antalet och stabiliteten hos nya stammar är specifik för varje individ. "

Casey Morrow, Ph.D., ledare för forskargruppen och professor emeritus vid UAB:s cellavdelning, Utvecklings- och integrationsbiologi

Skillnader i återhämtning har potentiella hälsokonsekvenser, Säger Morrow.

"Det är möjligt att när individer åldras, var och en skiljer sig åt i antal och cykler för antibiotikabehandling, reservoaren för mikrobiella stammar är utarmad, resulterar i ett individuellt återhämtningsmönster för specifika mikrobiella stammar, "sa han." Att förstå detta återhämtningsmönster-inklusive förekomsten av särskilda stammar efter antibiotika-kan vara en viktig faktor för långsiktig hälsa. "

"I framtiden, karakteriseringen av dessa individspecifika återhämtningsmönster kan också användas för att förutsäga mottagligheten för både endogena och exogena mikrobiella patogener. "

UAB -studien använde bioinformatiska verktyg för att analysera en tidigare beskrivet studie av 18 personer som hade fått ett enda antibiotikum, cefprozil, i en vecka. Deras avföringsprover togs vid förbehandling, i slutet av antibiotikabehandlingen och tre månader efter behandlingen. UAB -studien analyserade också tidigare beskrivna data från 12 personer som fick en kombination av tre antibiotika - meropenem, gentamicin och vankomycin - i fyra dagar. Deras avföringsprover togs vid förbehandling; i slutet av behandlingen och vid fyra, 38 och 176 dagar efter behandlingen. Sex kontrollpersoner som inte fick antibiotika analyserades också.

I allmänhet, UAB -forskarna fann att stammar av de 10 vanligaste arterna förblev stabila i kontrollerna. I de enskilda antibiotikabehandlingsindividerna, 15 av 18 individer fick övergående nya stammar efter behandling som, i tur och ordning, ersattes av den ursprungliga stammen med tre månader efter behandlingen.

I kontrast, trippel-antibiotika individer visade en signifikant ökning av nya stammar som kvarstod så länge som sex månader efter behandlingen, jämfört med det enda antibiotikumet och kontrollindividerna. Vidare, fraktionen av övergående stammar var också signifikant högre hos individerna med flera antibiotika. Detta föreslog en långsiktig förändring av ett alternativt stabilt mikrobiomtillstånd, Säger Morrow. Dessa förändringar berodde inte på en skillnad i tillväxttakten.

"Med tanke på mikrobiomets betydelse för människors hälsa, vi tror att våra resultat med dessa datamängder kan användas för att utvärdera mikrobiomstabilitet under olika förhållanden, "Morrow sa." Till exempel, vi kan nu ge vägledning till kliniska utredare för att bedöma effekterna av vissa behandlingar för sjukdomar, som cancer eller diabetes, på tarmmikrobiell gemenskap som kan vara betydelsefull för utvärdering av resultat. Vidare, detta tillvägagångssätt kan tillämpas på en patients pre- och post-sjukhusvistelse för att identifiera individer som kan behöva ytterligare hantering av sina mikrobiomer. "

"Denna studie använde ett verktyg för spårning av bioinformatik som tidigare utvecklats av UAB, kallad fönsterbaserad likhet Single-nucleotide-variant, eller WSS, för spårning av individers mikrobiella stammar från förbehandling till efter antibiotikabehandling, "sa Hyunmin Koo, Ph.D., UAB Institutionen för genetik och Heflin Center for Genomic Science, som ledde informatikanalysen. "Denna teknik framskrider analys av antibiotikas inverkan på tarmmikrobioten i människan. Tidigare studier av mikrobiomet hade kunnat fastställa en övergripande taxonomisk profil inklusive den relativa överflödesinformationen för varje art, men visade en begränsning för att skilja varje art på stamnivån eller spåra samma stam i varje individ på longitudinell nivå. "

År 2017, UAB -forskarna använde WSS för att visa den första direkta demonstrationen att avföringsgivarmikrober - som används för att behandla patienter med återkommande Clostridium difficile -infektioner - stannade hos mottagare i månader eller år efter avföringstransplantationer.

• Forskare får 3,2 miljoner dollar NIH -bidrag för att driva en djupare förståelse av Downs syndrom
• Ny behandling visar lovande att vända celiaki