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抗生素通常与机体的免疫系统协同作用以消除感染。然而，这些药物可能具有广泛的副作用，包括在抵抗病原体的过程中消除“好”细菌。麻省理工学院和哈佛大学麻省理工学院以及Wyss生物启发工程研究所的研究人员领导的一项新研究表明，抗生素还可以降低小鼠免疫细胞杀死细菌的能力，并直接改变生化环境通过治疗引发可以保护细菌病原体。这项工作今天发表在Cell Host&Microbe上。
“抗生素与细胞，特别是免疫细胞的相互作用，以我们没想到的方式，”共同第一作者，广泛研究所和麻省理工学院的博士后学者Jason Yang说。“当你试图预测一种药物在不同的人或不同的感染中如何发挥作用时，生物化学背景，由周围组织中的抗生素和细胞改变。”
面对日益增长的抗生素耐药性威胁，了解抗生素的无数影响也是研究人员和临床医生制定更好治疗方法的关键目标。资深作者James Collins是麻省理工学院教授，麻省理工学院教授，Wyss研究所的核心教员，他的实验室之前曾证明，几种类型的抗生素可以破坏小鼠和人类上皮细胞中的线粒体，并且细菌易感性药物可以被称为代谢物的小分子影响，细胞作为代谢反应的中间体释放出来。
Yang和他的同事怀疑抗生素治疗可能会以影响细菌和免疫细胞的方式进一步改变感染微环境。为了研究，研究小组用常用的抗生素(称为环丙沙星)治疗感染大肠杆菌的小鼠，通过动物的饮用水以相对于人类接受的浓度给药，并量化生化变化。
研究人员发现抗生素治疗引起了代谢产物的系统性变化 - 不是通过影响微生物组，而是直接作用于小鼠组织。经过进一步调查，研究小组确定小鼠细胞释放的代谢物使大肠杆菌对环丙沙星的抵抗力更强。抗生素暴露还通过抑制免疫细胞中的呼吸活动而损害免疫功能：用环丙沙星处理的巨噬细胞不能吞噬和杀死大肠杆菌。
“你通常认为抗生素会对细菌细胞产生重大影响，但在这里它们似乎会在哺乳动物细胞中引发反应，”柯林斯说。“药物产生的变化实际上会对治疗效果产生反作用。它们会降低细菌对抗生素的敏感性，药物本身也会降低免疫细胞的功能。”
结果突出了抗生素调节免疫系统的潜力，并揭示了代谢微环境在解决感染中的重要性。“这项工作的方面表明，生化多样性可能是不同药物治疗结果的驱动因素，”杨说。“如果我们更好地了解抗生素对不同细胞的特定影响，这可能有助于我们决定如何更好地治疗感染。”
将研究结果转化为人类健康需要更多的后续工作。“我们需要在更广泛的条件下进行额外的动物研究，使用更广泛的抗生素，并可能测量接受治疗的人类患者的代谢物，看看还会发生什么，”柯林斯说。
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