新的研究表明，常见的肠道细菌可以对广泛使用的药物进行化学改变，可能降低其疗效。该研究揭示了肠道微生物群在药物性能和个性化治疗中隐藏的作用。
研究人员发现，肠道细菌可以干扰 400 多种常用药物的有效性，这些药物针对的是 GPCR（一种参与治疗抑郁症、偏头痛和糖尿病等疾病的细胞受体）。
这些微生物可以在消化系统中分解药物，从而可能降低药物的疗效。这一发现为我们理解个性化医疗和药物反应增加了新的层次，表明肠道微生物群可能在治疗是否有效方面发挥关键作用。
肠道细菌如何影响药物疗效匹兹堡大学和耶鲁大学的研究人员 4 月 3 日在《自然化学》杂志上发表了一项新研究，该研究表明，常见的肠道细菌可以代谢某些口服药物，从而可能降低其疗效。这些药物靶向 GPCR（G 蛋白偶联受体的简称），这是一大类参与许多生物过程的细胞受体。
美国食品药物管理局 (FDA) 已批准 400 多种针对 GPCR 的药物，用于治疗多种疾病，包括偏头痛、抑郁症、 2 型糖尿病和前列腺癌。
吴祺豪博士，匹兹堡大学药学院助理教授。图片来源：匹兹堡药学院
个性化医疗与微生物组相遇“了解 GPCR 靶向药物如何与人类肠道微生物群相互作用对于推进个性化医疗计划至关重要，”第一作者、匹兹堡大学药学院助理教授吴祺豪博士说，他在耶鲁大学担任博士后研究员时启动了这个项目。“这项研究有助于开辟药物设计和治疗优化的新途径，确保治疗对每个人都更有效、更安全。”
虽然药物反应会因年龄、遗传和饮食等因素而有所不同，但最近的研究表明，肠道微生物也起着关键作用。这些微生物可以在药物摄入后发生化学改变，从而可能改变药物的效果。
利用合成微生物群落测试药物反应为了进一步了解哪些肠道细菌会代谢哪些药物，吴祺豪博士和耶鲁大学的团队（包括 Jason Crawford 博士、Noah Palm 博士和 Andrew Goodman 博士的实验室）建立了一个管道，以便在实验室中快速高效地测试这一点。他们首先构建了一个由 30 种常见人类肠道细菌菌株组成的合成微生物群落。在装有细菌的试管中，他们分别添加了 127 种 GPCR 靶向药物。然后他们测量了这些药物是否发生了化学转化，如果是，则产生了哪些化合物。
30 种药物受到影响，其中 12 种发生重大变化实验表明，细菌混合物代谢了127种测试药物中的30种，其中12种被大量代谢，这意味着原始药物的浓度大大降低，因为它们被转化为其他化合物。
接下来，研究人员更仔细地研究了一种代谢性很强的药物，即伊潘立酮，这种药物通常用于治疗精神分裂症和 I 型双相情感障碍。一种特殊的细菌菌株，摩根氏菌，通过在实验室和小鼠中将伊潘立酮转化为一系列不同的化合物来灭活它。
肠道细菌具有使药物失活的潜力总的来说，研究结果表明特定的肠道细菌可以通过将 GPCR 靶向药物转化为其他化合物来降低其疗效。
然而，吴祺豪博士警告说，还需要进行更多的研究来了解其对人体的潜在影响，并且患者不应在未咨询医生的情况下停止服药或改变药物。
超越 GPCR：食品化合物和更广泛的应用吴祺豪博士表示，尽管该研究集中于 GPCR 药物的一个子集，但这些方法可以更广泛地应用于任何口服化学药品。
“该研究的另一个潜在应用是研究肠道细菌与食物中的化合物之间的相互作用，”吴祺豪说：“例如，我们在玉米中发现了几种可能影响肠道屏障功能的植物化学物质。值得注意的是，我们观察到肠道微生物群可能通过解毒来保护我们免受这些植物化学物质的侵害。”
下一步：绘制微生物代谢图谱吴祺豪实验室的下一个目标是解码这些生物转化背后的代谢途径，这可能有助于确定改善治疗效果和增强食品和药物安全的策略。
该研究的其他作者包括耶鲁大学 Deguang Song 博士、 Yanyu Zhao、Andrew Verdegaal 博士、Tayah Turocy 博士和 Brianna Duncan-Lowey 博士。
本研究主要由美国国立综合医学科学研究所 (1RM1GM141649) 资助。本研究还得到了美国国立卫生研究院(DP2DK125119 和 R01AT010014) 的支持。
参考文献：“人类肠道微生物群代谢影响 GPCR 靶向药物的活性”，2025 年 4 月 3 日，《自然化学》。DOI：10.1038/s41557-025-01789-w
文章来源：匹兹堡大学（PITT）
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