婴儿期抗生素暴露可能增加日后患糖尿病的风险

婴儿期接触抗生素可能会抑制胰岛素生成细胞的生长，并可能增加日后患糖尿病的风险，新的小鼠研究显示。

这项发表在《科学》杂志上的研究表明，婴儿在关键发育窗口期接触抗生素会抑制胰腺中胰岛素生成细胞的生长，从而增加日后患糖尿病的风险。该研究还确定了特定的微生物，这些微生物可能有助于这些关键细胞在早期的增殖。

这项研究进一步强调了人类婴儿微生物组（即我们在生命最初几年体内和体表的细菌和真菌群落）的重要性。该研究可能会带来新的方法来解决多种代谢疾病。

“我们希望我们的研究能提高人们对婴儿微生物组实际重要性的认识。这项工作还提供了重要的新证据，表明基于微生物的方法有朝一日不仅可以用于预防，还可以用于逆转糖尿病。”科罗拉多大学博尔德分校BioFrontiers研究所分子、细胞和发育生物学助理教授、第一作者Jennifer Hill说。

环境中的某些因素

在美国，超过200万成年人患有1型糖尿病，这是一种无法治愈的疾病，患者的胰腺不能产生胰岛素（将葡萄糖转化为能量的激素），导致血液中充满糖分。

这种疾病通常在儿童时期出现，遗传因素起着重要作用。但科学家发现，尽管同卵双胞胎共享易患1型糖尿病的DNA，通常只有一人患病。

Hill说：“这说明他们的环境经历改变了他们患病的易感性。”

多年来，她一直在寻找微生物的答案。

先前的研究表明，母乳喂养或顺产出生的婴儿，由于这些方式可以促进健康的婴儿微生物组，患1型糖尿病的可能性较低。一些研究还表明，婴儿早期使用抗生素会无意中杀死有益菌，从而增加糖尿病风险。

悬而未决的问题是：这些婴儿缺少哪些微生物？

Hill说：“我们的研究确定了生命早期的一个关键窗口，在这个窗口期内，特定的微生物对于促进胰腺细胞的发育是必要的。”

关键窗口期

她解释说，人类婴儿出生时只有少量的胰腺“β细胞”，这是体内唯一产生胰岛素的细胞。

但在婴儿的第一年内，会发生一次终生仅有的β细胞增殖激增事件。

Hill说：“如果出于某种原因，我们没有经历这次扩张和增殖事件，这可能是糖尿病的原因。”

她作为犹他大学博士后研究员与资深作者June Round（病理学教授）一起进行了这项研究。他们发现，当他们在特定窗口期（相当于人类7到12个月大的时候）给小鼠使用广谱抗生素时，这些小鼠成年后会产生更少的胰岛素生成细胞，血糖水平更高，胰岛素水平更低，整体代谢功能更差。

Round说：“对我来说，这令人震惊且有点可怕。它显示了在这个非常短暂的早期发育阶段，微生物组的重要性。”

婴儿粪便中的教训

在其他实验中，科学家们给小鼠引入特定的微生物，发现几种微生物增加了它们的β细胞生成并提高了血液中的胰岛素水平。其中最有效的是名为 Candida dubliniensis 的真菌。

研究团队使用环境决定糖尿病青年研究（TEDDY）中的粪便样本制作了Hill称之为“粪便泥浆”的物质，并将其喂给小鼠。当研究人员用7到12个月大健康婴儿的粪便接种新生小鼠时，它们的β细胞开始生长。其他年龄段婴儿的粪便则没有同样的效果。

值得注意的是，Candida dubliniensis 仅在人类婴儿的这一时间段内丰富存在。

Hill说：“这表明人类也有一个由这些促进β细胞生长的微生物定植的狭窄窗口期。”

当对基因上易患1型糖尿病的雄性小鼠在婴儿期接种这种真菌时，它们患糖尿病的比例不到15%。而未接种真菌的小鼠中有90%患上了糖尿病。

更有希望的是，当研究人员给胰岛素生成细胞被破坏的成年小鼠接种这种真菌时，这些细胞再生了。

治疗尚早

Hill强调她并不是“反抗生素”。

但她设想有一天医生可以在使用抗生素的同时给予基于微生物的药物或补充剂，以替代无意中杀死的代谢支持性微生物。

粪便泥浆（粪便微生物移植）已被实验性地用于尝试改善2型糖尿病患者的代谢状况，2型糖尿病也会损害胰腺β细胞。

但这种方法确实存在风险，因为许多在婴儿期有益的微生物在成年后可能会造成伤害。相反，她希望科学家们能够有一天利用这些微生物的具体机制开发出治疗受损胰腺的新方法，从而逆转糖尿病。

她最近帮助在科罗拉多大学博尔德分校建立了一个最先进的“无菌”设施，用于研究婴儿微生物组。在那里，动物可以在完全无菌的“气泡”中繁殖和饲养，通过逐一重新引入微生物，科学家可以了解它们的作用。

她说：“历史上我们将微生物视为要避免的东西，但实际上我们体内的有益微生物比病原体多得多。通过利用它们的力量，我们可以为人类健康做很多事情。”

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