抗生素滥用怎么办微生物来源的抗生素或将成

鉴定源自人类微生物群的不同抗菌剂是应对日益严重的抗生素耐药性问题的有希望的解决方案之一。目前的研究集中在从胃肠道中寻找新型抗菌剂。这可能是由于相当多的抗菌素生产者和胃肠道中大量的居民微生物。

肠道微生物群分布和组成

由于各种参数的差异，例如pH值、气体成分温度和水分活度的波动以及整个肠道的生理变化，肠道微生物群的组成在整个胃肠道中是不均匀的。重要的是要考虑到肠道微生物群的组成不是静态的，并且会随着时间而变化。微生物群执行多种分子和代谢功能。

拟杆菌门、变形菌门、放线菌门、厚壁菌门和疣微菌门是肠道中的主要细菌门。生理条件的变化导致细菌在胃肠道中的不均匀分布。由于运输时间慢和缺乏易消化的营养物质，结肠中的微生物密度最高。这导致发酵生物体的增殖，这些生物体可以降解更复杂的化合物，例如膳食纤维。

尽管细菌已得到最广泛的研究，但人类胃肠道中还有其他微生物群尚未得到充分研究，但在生态动力学中发挥着关键作用，如真核生物、病毒和古细菌。

细菌、病毒、真核生物和古生菌在人类胃肠道中共存，这种微生物群的共存在功能上通过拮抗或共生关系平衡。针对占据相同环境生态位的其他生物的抗微生物剂的生产是典型的对抗关系示例。专门的抗菌药物的开发是肠道密切协同进化的结果，可以作为抗生素的新替代品。

微生物组衍生的抗菌活性

细菌可以开发出各种拮抗策略，以获得优于其他在胃肠道中占据相同环境生态位的细菌的生态优势。降低氧化还原电位、D-氨基酸的积累、竞争性去除必需底物和共聚集是直接策略的例子。

产生代谢来源的物质，如过氧化氢，可以限制周围细菌的生长，是另一种策略的一个例子。过氧化氢具有抗菌作用，有助于维持健康的微生物群。它与由乳酸菌的碳水化合物代谢产生的乳酸等其他由细菌分泌的物质产生协同作用。

未解离形式的乳酸和其他有机酸穿过脂质膜，然后一旦进入细胞内就会在中性pH值下解离，产生导致细胞内压力的离子。细菌发酵蛋白质、淀粉、糖、膳食纤维和氨基酸会产生短链脂肪酸，这些脂肪酸通过环境酸化发挥其抗菌活性。还有其他细菌来源的化合物，例如氨或酚类化合物、二乙酰（2,3-丁二酮）、乙醇、CO2，它们以其抗菌特性而闻名。

细菌还可以产生具有靶向特异性特征的抗菌肽化合物。有两种主要类型的具有抗菌特性的肽，根据它们的生物合成进行分类：核糖体肽或非核糖体肽。抗菌肽通常由十到五十个氨基酸组成，它们杀死细菌的能力是基于它们与细胞壁和细菌膜的相互作用。它们的选择性取决于膜或细胞壁的组成。

这些肽在胃肠道中的产生和积累水平取决于产菌菌株、它们的生物利用度、周围环境中的物理条件和化学结构，使得这些肽的鉴定和直接分离成为一项艰巨的任务。

许多重要的细菌素是由核糖体合成的具有抗菌活性的肽，是由栖息在人类胃肠道的细菌产生的。鉴于胃肠道中存在的微生物种群的多样性和密度，它被认为是细菌素生产者的来源。

细菌素具有低毒性，使其适合作为饮料和食品的防腐剂，因为传统的抗生素不能用于食品中。一些细菌素具有广谱性，可用作传统的治疗性抗生素。在不改变自然种群的情况下，窄谱细菌素更适合靶向特定的有害微生物，使其成为维持微生物种群平衡的理想选择。

对细菌素产生抗药性的可能性很低。一般来说，革兰氏阴性细菌产生的细菌素对革兰氏阴性病原体表现出更好的活性，而革兰氏阳性细菌素对革兰氏阳性病原体的效果很好。