早期使用抗生素会破坏婴儿的免疫发育

罗彻斯特大学医学中心 (URMC) 研究人员的一项新研究发现，早期接触抗生素可能会损害婴儿免疫系统的发育，而天然代谢物可能是逆转这种损害的关键。

《细胞》杂志发表的一项研究发现，孕期和婴儿期接触抗生素会永久性地削弱免疫系统抵抗流感等呼吸道感染的能力。研究人员通过分析小鼠模型和人类婴儿的肺组织发现，早期使用抗生素会破坏肠道微生物群产生肌苷的能力，而肌苷是一种重要的免疫细胞发育信号分子。

然而，通过给小鼠添加肌苷，科学家们能够纠正抗生素引起的免疫系统问题，为增强脆弱婴儿的免疫记忆的潜在治疗策略打开大门。

“把肌苷想象成一种分子信使。它从肠道到达正在发育的免疫细胞，‘教导’它们如何正常成熟并为未来的感染做好准备，”该研究的资深作者、罗切斯特大学医学院戈利萨诺儿童医院 (GCH) 新生儿科主任、医学博士、哲学博士 Hitesh Deshmukh 解释道。

该项目是 NIH R35 资助的长期计划的一部分，旨在研究早期生活暴露如何影响哮喘和慢性肺病等疾病的终生风险。

“我们知道抗生素可以挽救婴儿的生命，但它们也会在免疫系统发育的关键时期破坏微生物群落，”Deshmukh 说。“我们的研究揭示了这种破坏影响肺部免疫力的一种方式，更重要的是，揭示了一种可能的纠正方法。”

这种疾病会影响组织驻留记忆T细胞的形成，记忆T细胞是一类特殊的免疫细胞群，它们生活在肺部，能够提供针对病毒感染的长期保护。如果没有这些细胞，婴儿在成年后可能仍然容易患上严重的呼吸系统疾病。

“我们发现，肠道微生物群就像免疫系统发育的老师，”Deshmukh 解释说。“当抗生素破坏了这一自然的教育过程时，就像从教科书中删除了关键章节：免疫系统永远学不到对抗呼吸道感染的重要知识。”

研究的主要发现：

该研究将接触常见抗生素（氨苄西林、庆大霉素和万古霉素——孕妇和新生儿经常使用的药物）的幼鼠与天然微生物群保持完整的小鼠进行了比较。

在暴露于抗生素的小鼠中：

• 肺中保护性 CD8+ T 细胞的数量显著减少。

• 形成组织驻留记忆细胞的能力受到损害，组织驻留记忆细胞是生活在肺部并能快速防止再次感染的特殊免疫细胞。

• 免疫缺陷持续到成年期，表明免疫系统发育发生了持续变化。

研究团队利用来自美国国立卫生研究院资助的BRINDL生物库的肺组织样本，证实了接触抗生素的人类婴儿也存在类似的免疫缺陷。这些婴儿不仅记忆细胞较少，而且还表现出与老年人相似的基因表达模式，这也与呼吸道感染风险增加有关。

最重要的是，向接受抗生素治疗的小鼠中添加肌苷可显著恢复其发育功能性记忆细胞和产生有效免疫反应的能力，为未来的治疗开辟了光明的前景。

“这表明我们可以通过有针对性的补充来保护高危婴儿，”Deshmukh说。“虽然在这种方法应用于临床之前还需要进行更多的研究，但我们现在已经找到了前进的方向。”

该研究的结果可能会影响未来干预措施的研究——包括膳食补充剂、代谢物疗法或微生物组支持策略——以帮助新生儿发展更强的免疫记忆，而不必仅仅依赖抗生素或有风险的益生菌。

Deshmukh 指出，GCH 新生儿科医生 Gloria Preihuber 医学博士在本研究中发挥了关键作用。她在美国国立卫生研究院 (NIH) 资助的 BRINDL 生物库中收集了 15 年来收集的婴儿肺样本，这使得团队能够在人体细胞中验证他们的研究成果。

“如果没有Prayhuber博士的慷慨和专业，这篇论文就不可能完成，”Deshmukh说道。“能够将小鼠研究结果与人类细胞进行比较至关重要。这也是我从辛辛那提儿童医院来到罗切斯特与她合作的主要原因之一。”