Неантибиотические препараты также могут нарушить микробиом
Согласно новому исследованию журнала Nature , неантибиотические препараты могут удивительным образом изменять микробиом и повышать риск кишечных инфекций .
Антибиотики, принимаемые для лечения инфекции, также убивают некоторые полезные бактерии, живущие в нашем организме. Когда это происходит, микробиом — все микроорганизмы, включая бактерии и грибки, живущие в нашем организме, — теряет колонизационную устойчивость, то есть способность полезных микробов препятствовать проникновению вредных.
Всё больше данных свидетельствует о том, что неантибиотические препараты также могут нарушать микробиом. Однако пока неясно, какие из этих нарушений легко переносятся, а какие увеличивают риск осложнений.
В новом исследовании ученые из Йельской медицинской школы (YSM) выделили несколько распространенных рецептурных препаратов, не являющихся антибиотиками, которые изменяют микробиом кишечника, и обнаружили, что по крайней мере один из этих препаратов заставляет мышей вырабатывать противомикробные вещества, которые воздействуют на их собственные кишечные микробы.
Результаты показывают, что микробиом может влиять на то, почему одни люди хорошо реагируют на лекарства, а другие — нет. И это может стать целью для улучшения реакции на лекарства у отдельных людей.
Использование желудочно-кишечной инфекции в качестве подсказки
Когда Аман Кумар, доктор философии, и Эндрю Гудман, доктор философии, решили изучить, как неантибиотические препараты влияют на микробиом, они столкнулись с проблемой: многие существующие исследования, в которых наблюдали за участниками и их микробиомами в течение длительного времени, были слишком малы, чтобы уловить нарушения, вызванные лекарствами, в то время как более масштабные исследования, в которых наблюдали за большим количеством участников в течение десятилетий, вообще редко рассматривали микробиом.
Однако исследователи полагают, что масштабные исследования всё же могут дать подсказки, даже если они не измеряют микробиом напрямую. Люди с нарушенным микробиомом подвержены повышенному риску желудочно-кишечных инфекций, поскольку сниженная колонизационная резистентность затрудняет борьбу кишечных микробов с патогенами.
Они предположили, что выявление рецептурных препаратов, связанных с повышенным риском возникновения желудочно-кишечной инфекции, может помочь им точно определить, какие из них нарушают микробиом.
В сотрудничестве с эпидемиологами исследователи проанализировали более чем десятилетние медицинские записи и данные о претензиях по аптечным услугам, полученные от 1 миллиона анонимных лиц, зачисленных в систему всеобщего медицинского страхования в Монреале (Канада), чтобы определить заболеваемость желудочно-кишечными инфекциями.
«Мы обнаружили рецептурные препараты, которые повышают риск развития инфекций у людей в той же степени, что и антибиотики», — говорит Гудман, профессор микробного патогенеза CNH Long, заведующий кафедрой микробного патогенеза в YSM, директор Института микробных наук в Западном кампусе Йельского университета и главный исследователь исследования.
На основании полученных результатов исследователи отобрали 21 препарат для дальнейшего изучения.
Дигоксин удивительным образом изменяет микробиом
Чтобы изучить, как эти рецептурные препараты влияют на микробиом, исследователи давали мышам каждый препарат и анализировали образцы кала, собранные у мышей до первой дозы и после последней дозы.
Исследователи обнаружили, что около половины препаратов связаны с изменениями состава микробиома. Четыре из них — дигоксин, препарат для лечения застойной сердечной недостаточности, клоназепам, противосудорожный и противотревожный препарат, пантопразол, снижающий кислотность желудка, и кветиапин, — были связаны с повышенным риском инфекции после контакта с патогеном.
Влияние дигоксина на риск заражения передается через микробиом. Источник: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09273-8
Поскольку дигоксин был связан с наиболее значимыми изменениями микробиома, команда решила изучить его более подробно. Они обнаружили, что вместо прямого воздействия на кишечную микрофлору дигоксин запускал биологический путь, который заставлял мышей высвобождать антимикробные белки в тонкий кишечник .
Интересно, что эти антимикробные белки воздействуют только на определенные микробы.
«Среди сотен и сотен видов микроорганизмов в кишечнике лишь очень небольшое число действительно страдает», — говорит Гудман. «Но даже несмотря на то, что число видов невелико, последствия их исчезновения огромны».
Он объясняет, что до введения дигоксина существуют различные виды кишечных микробов, которые поддерживают иммунную систему в состоянии боевой готовности на случай появления патогена. Когда антимикробные белки, индуцированные дигоксином, уничтожают эти виды, организм теряет этот «статус боевой готовности» и больше не готов бороться с инфекциями.
«И из-за этого кишечник становится подходящей средой для размножения и распространения патогена вроде сальмонеллы в этой нише, что приводит к инфицированию», — говорит Кумар, научный сотрудник YSM и первый автор исследования.
Кишечные микробы мыши и человека выглядят по-разному. Поэтому исследователи повторили свои эксперименты на мышах с человеческим микробиомом и получили схожие результаты.
Дальнейшее изучение микробиома
Миллионы людей в США принимают рецептурные препараты. Хотя результаты исследования не означают, что пациентам нужно отказаться от своих лекарств, исследователям предстоит ещё многое сделать, чтобы более полно изучить влияние этих препаратов на микробиом.
Кумар говорит, что надеется использовать аналогичную методологию для изучения того, как препараты могут влиять на другие заболевания, связанные с микробиомом, такие как воспалительные заболевания кишечника и рак толстой кишки.
«Наше исследование предлагает новую, инновационную платформу для изучения нарушений микробиома, вызванных лекарственными препаратами», — говорит Кумар. « Кишечный микробиом и заболевания желудочно-кишечного тракта тесно связаны, и если бы мы поняли эти связи, это открыло бы новые возможности для выявления групп риска и возможных терапевтических вмешательств».
Кроме того, даже при приёме одних и тех же лекарств результаты лечения у разных людей могут кардинально различаться. Одному человеку может помочь один препарат, а другому, страдающему тем же заболеванием, он не поможет. Один и тот же препарат может вызывать целый ряд побочных эффектов у одного человека, но не вызывать их у другого.
«Наша общая гипотеза заключается в том, что в некоторых случаях различия в составе микробиома кишечника могут способствовать разной реакции на лекарства», — говорит Гудман. В будущих исследованиях учёные выяснят, можно ли использовать микробиом человека для прогнозирования того, кто подвержен наибольшему риску заражения при приёме таких препаратов, как дигоксин.
«Я думаю, что в будущем появятся возможности для вмешательства, позволяющие изменить микробиом человека, чтобы у него больше не было рисков, связанных с приемом препарата, который мог бы принести пользу его здоровью», — добавляет Гудман.
Наконец, исследование подчеркнуло ценность существующих эпидемиологических когорт, даже если они не содержат данных непосредственно о микробиоме.
«Все эти когорты изучали население по всему миру, разного возраста и образа жизни, — говорит Гудман. — Возможность повторно изучить их, обращая внимание на признаки нарушения микробиома, открывает для нас совершенно новые горизонты».