短双歧杆菌PRL2020减轻阿莫西林或阿莫西林-克拉维酸治疗儿童中抗生素诱导的肠道症状和菌群失调

《International Microbiology》:Bifidobacterium breve PRL2020 mitigates antibiotic-induced gut symptoms and dysbiosis in children treated with amoxicillin or amoxicillin-clavulanate

【字体: 时间:2026年06月03日 来源:International Microbiology 2.3

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  由阿莫西林(A)或阿莫西林-克拉维酸(AC)引起的腹泻在儿童中常见,诱导的菌群失调(dysbiosis)通常以双歧杆菌(bifidobacteria)严重减少为特征。然而,双歧杆菌对抗生素极为敏感,其与抗生素的联合给药可能不明智。短双歧杆菌(B. breve)

  
由阿莫西林(A)或阿莫西林-克拉维酸(AC)引起的腹泻在儿童中常见,诱导的菌群失调(dysbiosis)通常以双歧杆菌(bifidobacteria)严重减少为特征。然而,双歧杆菌对抗生素极为敏感,其与抗生素的联合给药可能不明智。短双歧杆菌(B. breve)PRL2020菌株是一种耐A和AC的益生菌(probiotic)。在一项多中心、随机、对照、非盈利研究中,研究人员测试了PRL2020菌株与接受A或AC治疗的儿童(3–12岁;N=121)联合给药时的耐受性和有效性,并试图通过观察其中一部分儿童(N=41)的肠道微生物群(intestinal microbiota)来解释所获得的结果。在接受益生菌治疗的儿童中,治疗耐受性良好,腹泻发生率显著降低约70%(p<0.01)。仅考虑腹泻患儿,益生菌治疗组的腹泻发作延迟了约15小时,症状持续时间减少了19小时。两组的肠道微生物群丰富度(richness)均显著降低,但益生菌治疗组与对照组儿童之间无显著差异。在门水平上,抗生素治疗与变形菌门(Proteobacteria)增加和放线菌门(Actinobacteria)减少相关,对照组的变化更明显。双歧杆菌,特别是短双歧杆菌,在对照组中减少,而在治疗组中增加(p<0.05),尽管它们并非构成微生物群落大部分的最丰富类群。最后,尽管仅呈现趋势性,益生菌治疗儿童中产丁酸细菌(butyrate-producing bacteria)的减少幅度较小,而对照组中观察到琥珀酸消耗菌(succinate-consuming bacteria)增加。在儿童中联合使用短双歧杆菌PRL2020菌株与A或AC可显著减轻腹泻症状和抗生素相关的菌群失调状态。新的盲法、安慰剂对照研究,以及更可靠的微生物群分析样本量,将需要确认研究人员的这些数据。
**研究背景与问题**
抗生素是现代医学的基石,但其使用常伴随肠道副作用,其中以抗生素相关性腹泻(antibiotic-associated diarrhea, AAD)最为常见。在儿童中,阿莫西林(amoxicillin, A)或阿莫西林-克拉维酸(amoxicillin-clavulanate, AC)引发的腹泻发生率高达10%–60%,且诱导的肠道菌群失调(dysbiosis)特征性表现为双歧杆菌(Bifidobacterium)的严重减少。然而,传统益生菌菌株对抗生素高度敏感,与抗生素联用可能因被抗生素杀死而效力有限。因此,研究人员提出利用耐特定抗生素的益生菌菌株进行共给药的创新策略。短双歧杆菌(B. breve)PRL2020菌株已被证实对A和AC具有中等程度的非转移性耐药性,这为在抗生素治疗期间维持益生菌活性提供了可能。

**研究内容与结论**
该研究是一项多中心、随机、对照、前瞻性、非盈利临床试验,于2023年11月至2025年4月开展。共纳入121名3–12岁、因感染需接受A或AC治疗的儿童,随机分为益生菌组(n=71,每日两次口服PRL2020,每剂200亿活菌,贯穿抗生素疗程)和对照组(n=50,仅接受抗生素)。主要终点包括腹泻及其他胃肠道和肠外症状的发生率;次要终点包括益生菌耐受性、依从性及肠道菌群分析(子集41人,最终可分析样本益生菌组28人、对照组13人)。结果表明:与对照组相比,益生菌组腹泻发生率显著降低约70%(p<0.01);腹泻发作延迟约15小时,持续时间缩短19小时。其他症状(便秘、恶心、呕吐等)无显著组间差异。菌群分析显示:两组菌群丰富度(Amplicon Sequence Variant, ASV)均显著下降(p<0.05),但组间无差异;在门水平,对照组变形菌门(Proteobacteria)增加更明显,放线菌门(Actinobacteria)显著下降,而益生菌组双歧杆菌属(特别是B. breve和B. longum)相对丰度增加(p<0.05);产丁酸细菌在益生菌组减少幅度较小,琥珀酸消耗菌在对照组增加。线性判别分析(LDA)显示,产丁酸菌群和琥珀酸消耗菌群在两组间呈现中等分离。该研究首次证明,使用对特定抗生素耐药的益生菌菌株可显著减轻儿童AAD症状,并对抗生素诱导的菌群失调产生潜在调节作用。论文发表在《International Microbiology》(International Microbiology)。

**关键技术方法概述**
研究人员采用多中心随机对照设计,受试儿童(3–12岁)来自意大利多个医疗中心,需接受7或10天A或AC治疗。基线时(T0)和抗生素疗程结束后首次排便时(T7/T10)收集粪便样本。肠道菌群分析通过粪便DNA提取、16S rRNA基因(V3–V4区)扩增、Illumina双端测序(250 bp × 2)进行,使用QIIME2(v. 2023.2)处理FASTQ文件,基于SILVA数据库(v. 132.1)进行分类注释,评估微生物丰富度(ASV数量)和分类组成。功能性类群(如产丁酸菌、琥珀酸消耗菌、乳酸消耗菌)依据文献中已知代谢作用进行注释。统计方法包括卡方检验、Fisher精确检验、配对t检验、Wilcoxon符号秩检验、Welcht检验及线性判别分析(LDA)。

**研究结果**
1. **研究流程图**:经筛选和随机化,益生菌组71人、对照组50人完成临床评估;菌群分析子集因样本丢失最终为益生菌组28人、对照组13人。
2. **描述性特征**:两组儿童在年龄、性别、抗生素类型(A或AC)、疗程、每日剂量等基线特征上无显著差异,确保可比性。
3. **治疗对腹泻发生率的影响**:通过卡方检验和Fisher精确检验,益生菌组腹泻发生率为8.45%(6/71),对照组为28%(14/50),降低约69.6%(p<0.01),优势比(OR)为0.24 [95% CI: 0.08–0.69]。亚组分析显示,对于AC、10天疗程、每日两次给药的情况,益生菌保护作用更强。
4. **治疗对腹泻发作时间的影响**:通过单因素方差分析,益生菌组腹泻发作平均延迟15小时(1.86天 vs 2.50天),但仅针对腹泻患儿时差异未达统计学显著(p=0.2514)。
5. **治疗对腹泻持续时间和每日发作次数的影响**:Welcht检验显示,益生菌组腹泻平均持续2.00天(48小时),对照组为2.79天(67小时),缩短19小时(p=0.0289);每日发作次数无显著差异。
6. **治疗对其他症状的影响**:两组在便秘、恶心、呕吐、腹痛、腹胀、皮疹、食欲减退、体重减轻及睡眠障碍方面无显著差异。
7. **耐受性、依从性与副作用**:益生菌耐受性良好(约80%评分为10),依从性高(94%使用全部剂量),仅少数因口感或给药频率抱怨,无异常副作用报告。
8. **菌群丰富度(ASV数量)**:配对t检验显示,两组从T0到T7/10菌群丰富度均显著下降(p<0.05),但组间差异不显著。
9. **门水平分析**:Wilcoxon符号秩检验显示,两组从T0到T7/10均有变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)上升趋势,厚壁菌门(Firmicutes)下降;对照组还出现放线菌门(Actinobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)下降。两组间整体门水平分布显著不同(p=0.032)。
10. **双歧杆菌分析**:配对比较显示,对照组双歧杆菌相对丰度减少约50%,益生菌组增加约6%(p<0.05),其中B. breve增加850%,B. longum增加42.9%,其他双歧杆菌种均降低。
11. **其他细菌类群分析**:在10个最丰富类群中,仅对照组在抗生素治疗后出现琥珀酸消耗菌(Phascolarctobacterium)成为优势类群;产丁酸菌群减少幅度益生菌组约10%,对照组约17%;琥珀酸消耗菌在对照组增加,乳酸消耗菌在对照组减少;变形菌门潜在病原菌在对照组增加约8%,益生菌组约2.5%。LDA对产丁酸菌和琥珀酸消耗菌的判别准确性分别为65.9%和68.3%,ROC曲线下面积分别为0.74和0.69。

**总结讨论与结论**
讨论部分强调:尽管益生菌未能阻止抗生素导致的菌群多样性整体下降,但PRL2020菌株因其非转移性耐药性而能在抗生素存在下存活并增加,从而部分维持双歧杆菌水平。产丁酸菌和琥珀酸消耗菌的差异性变化提示该菌株可能通过代谢调节(如丁酸维持和琥珀酸减少)间接影响腹泻。研究局限性包括非盲法、无安慰剂对照组、菌群分析样本量小且不均衡,以及未根据抗生素给药频率调整益生菌剂量。未来需开展盲法、安慰剂对照、更大样本量的研究来验证这些发现。
研究结论:尽管存在一些重要局限性,本研究证明了PRL2020菌株对腹泻症状的积极效果。此外,尽管并非始终达到统计学显著性,研究人员的发现表明同一方法可能对抗生素诱导的菌群失调产生eubiotic(促菌群稳态)效应。需要进一步研究来确认这些初步观察结果。
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