生命早期使用抗菌藥物的長期影響及其可能的對策

1、生命早期使用抗菌藥物的長期影響及其可能的對策,蘇州大學附屬兒童醫(yī)院 武慶斌,內容,抗菌藥物破壞腸道菌群平衡改變黏膜免疫應答模式生命早期使用抗菌藥物對機體的長遠影響尤其突出生命早期使用抗菌藥物增加以后一些疾病的風險對抗抗菌藥物長遠影響的干預對策,抗菌藥物是一把雙刃劍,針對細菌殺菌,抑菌清除病菌針對宿主治療效果,耐藥性細菌產生菌群紊亂二重感染毒副作用長遠影響,,,抗菌藥物,抗菌藥物對機體的不利作用,短期影響

2、-- 抗生素相關性腹瀉（AAD） -- 耐藥菌株篩選及傳播 -- 毒副作用長期影響 -- 破壞腸道菌群平衡改變黏膜免疫應答模式 -- 潛在增加一些疾病的風險,抗生素破壞腸道菌群平衡改變黏膜免疫應答模式,抗生素引起腸道菌群結構紊亂導致腸道內穩(wěn)態(tài)破壞：黏液減少導致腸上皮細胞(IEC)接受微生物相關分子模式(MAMPs)刺激的增加；IEC與共生菌的相互作用改變引起緊密聯接蛋白降低，腸壁通透性增加。,Mucosal I

3、mmunology 2019;3(2):100-103,抗菌藥物破壞腸道菌群平衡改變黏膜免疫應答模式,抗生素常用于治療細菌性感染，但抗生素對腸道菌群結構以及對腸道免疫應答的潛在影響，還了解的不多應用抗生素能夠通過改變黏液分泌、細胞因子和抗微生物肽的產生，顯著地削弱IEC的屏障功能以上腸道固有免疫的紊亂可以引起Th17/Treg平衡的改變抗生素應用引起的腸道菌群結構變化和腸道內穩(wěn)態(tài)不平衡，增加了感染的易感性，以及其它炎癥性腸病的風險

4、,Mucosal Immunology， 2019;3(2):100-103,生命早期使用抗菌藥物對機體的長遠影響尤其突出,生命早期（出生至生后1-2歲）是腸道菌群建立和形成的關鍵時期（時間窗）嬰兒菌群脆弱，受影響因素多，特別是抗菌藥物,Reinhardt C, et al. JPGN 2009;48:249-256,光崗知足，1980,腸道菌群的建立與出生后免疫系統(tǒng)的發(fā)育成熟同步,Hornef M., et al. Nat

5、ure Reviews Immunology，2019;12:9-23,腸道菌群的建立與出生后免疫系統(tǒng)的發(fā)育成熟同步,Hornef M., et al. Nature Reviews Immunology，2019;12:9-23,上述疾病經過動物模型研究驗證與口服抗生素有關-Nature，2019;9:233-243,自然雜志(IF=36.10, 2019),生命早期使用抗菌藥物增加以后一些疾病的風險,連續(xù)7天克林霉素對健康受試者

6、腸道菌群的長期影響,13,Jernberg C, et al. The ISME Journal. 2019;1:56-66,國際微生態(tài)學會雜志(IF=6.153, 2019)Nature集團旗下,試驗設計：前瞻性隨機對照試驗受試對象：8位健康受試者試驗方案：隨機分2組1-4例：連續(xù)7天口服克林霉素(150mg/日)5-8例：正常飲食觀察指標擬桿菌屬豐度恢復情況擬桿菌屬種株的結構變化,連續(xù)7天克林霉素顯著降

7、低健康受試者腸道擬桿菌屬豐度，產生的克林霉素耐藥菌株長達2年不消退,14,Jernberg C, et al. The ISME Journal. 2019;1:56-66,克林霉素組(n=4),對照組(n=4),8例健康受試者隨機分2組，1-4位連續(xù)7天口服克林霉素(150mg/日)，不同時間點取受試者糞便rep-PCR法測定擬桿菌屬克隆數以及克林霉素耐藥克隆數,>64mg/L,連續(xù)7天克林霉素的選擇性壓力導致腸

8、道耐藥菌株大量產生，長達2年無法消褪,15,Jernberg C, et al. The ISME Journal. 2019;1:56-66,克林霉素組(n=4),對照組(n=4),8例健康受試者隨機分2組，1-4位連續(xù)7天口服克林霉素(150mg/日)，不同時間點取受試者糞便rep-PCR法測定擬桿菌屬克隆數以及克林霉素耐藥克隆數,擬桿菌屬下菌株數,擬桿菌屬下菌株數,克林霉素耐藥株(MIC>8mg/L),研究證實各

9、種抗生素對產生耐藥菌株的選擇性壓力,Jernberg C, et al. Mirobiology. 2019;156:3216-3223Sullivan A, et al. Lancet Infect Dis 2019;1:101-114,不同抗生素對結腸腸道菌群結構和耐藥菌株的影響(按培養(yǎng)和MIC值),↓↓：顯著抑制；↓：中度抑制；↑：數量增加；↑↓：不同試驗結果不一致；NC：未檢出變化；+：檢出耐藥菌株,

10、國際多中心回顧性研究（ISAAC：國際兒童哮喘和過敏癥研究協作組）,Wellington, et al. J Allergy Clin Immunol，2009;124:982-989,研究目的：6-7歲兒童過敏癥患病率與出生早期抗生素應用的關聯性研究方法：國際多中心橫切面問卷調研；29國家的71研究中心，N=193,412研究結果：0-1歲應用抗生素與兒童期各種過敏癥發(fā)生率的增加高度相關1、哮喘：OR=1.70, 95%C

11、I 1.60~1.802、過敏性鼻炎結膜炎：OR=1.56, 95%CI 1.46~1.663、濕疹：OR=1.58，95%CI 1.33~1.51,0-1歲抗生素與兒童各種過敏癥發(fā)生率高度相關,Wellington, et al. J Allergy Clin Immunol 2009;124:982-989,ISAAC完成的全球29個國家的77個研究中心對6-7歲兒童進行橫切面問卷式流行病學調研，N=193,412

12、,0-1歲抗生素應用與6-7歲兒童哮喘、過敏鼻炎、濕疹患病率相關性(全變量多因素回歸分析),95% CI1.60~1.80,95% CI1.67~1.98,95% CI1.83~2.06,95% CI1.46~1.66,95% CI1.33~1.51,前瞻性隊列研究：早期抗生素提高兒童哮喘風險,Fawziah Marra., et al. Pediatrics，2009;123:1003-1010,研究目的：0-1歲抗生素應

13、用對兒童哮喘發(fā)生的作用研究方法：前瞻性隊列研究；2019-2019年出生兒童，記錄出生后12個月內抗生素； N=251,817研究結果：1、嬰兒期抗生素提高兒童哮喘風險 (調整后HR = 1.12, 95%CI 1.08~1.16，P4次 HR = 1.30, 95%CI 1.20~1.41 ，P<0.0001) 3、大環(huán)內酯類抗生素風險最高 (調整后 HR = 1

14、.11, 95%CI 1.06~1.17 ，P<0.0001),嬰兒期抗生素顯著提高兒童哮喘風險，呈劑量依賴性,Fawziah Marra., et al. Pediatrics，2009;123:1003-1010,新生兒在0-12月內抗生素暴露情況,前瞻性隊列研究：6月內抗生素暴露與6歲哮喘和過敏癥的相關性研究,研究目的：0-6月抗生素應用與6歲后哮喘過敏癥的相關性試驗方案：多中心前瞻性隊列研究(耶魯大學)英國56所

15、私人婦產科，15所公立醫(yī)院，N=1,4012019-2000年哮喘病史孕婦出生新生兒觀察指標：6歲后哮喘過敏癥發(fā)生率與抗生素相關性結果： 1、嬰兒期抗生素提高兒童哮喘風險 (OR=1.76, 95%CI 1.01~3.09) 2、嬰兒期抗生素提高過敏癥的風險 (OR=1.59, 95%CI 1.10~2.28 ）結論：哮喘家族史嬰兒出生早期暴露抗生素顯著增加6月后哮喘和過敏癥的風險,

16、Risnes KR., et al. American Journal of Epidemiology，2019；173(3):310-8,嬰兒抗菌藥物使用引起哮喘？A Systematic Review and Meta-analysis,Chest. 2019;129(3):610-8.,Prenatal or early-life exposure to antibiotics and risk of childhood

17、asthma: a systematic review,Murk W., et al. Pediatrics，2019;127:1125-1138,抗生素提高風險,抗生素降低風險,>4次 vs 0次,1~2次 vs 0次,3~4次 vs 0次,權重值,調整前OR,調整后OR,森林圖OR值及95%CI,X2異質性,I2異質性,前瞻性隊列研究：抗生素應用與兒童IBD,Hviid A., et al. Gut；2019;60:49-

18、54,研究目的：兒童IBD與早期抗生素應用的關聯性研究方法：前瞻性隊列研究；調查丹麥全國2019-2019年出生兒童，隨訪至 2019年，IBD患兒診斷117例(50例CD和67例UC) ，分析抗生素對IBD發(fā)生的貢獻； N=577,627(3,173,117人年)研究結果：抗生素顯著提高兒童罹患IBD風險1、相對風險比(RR)=1.84, 95%CI 1.08~3.152、每次抗生素可使IBD風險增加12%3、抗生素對

19、CD的歸因貢獻率為55%(95%CI 24%~68%)4、3個月內抗生素對CD的歸因貢獻率為22%(95%CI 13%~45%),抗生素應用次數與兒童IBD發(fā)生風險,,相對風險比(RR),克隆氏病(CD),炎癥性腸病(IBD),,Hviid A., et al. Gut；2019;60:49-54,對抗抗菌藥物長遠影響的干預對策,合理使用抗菌藥物到控制使用用感染微生態(tài)學理論，提高對感染的認識,抗菌藥物與耐藥菌株篩選,耐藥菌的出

20、現是人類不合理使用抗生素的直接后果，并且細菌產生耐藥性的速度遠遠快于人類新藥開發(fā)的速度，如不遏止，人類將進入“后抗生素時代”，也即回到抗生素發(fā)現之前的人們面對細菌性感染束手無策的黑暗時代。,全世界在行動--2019年世界衛(wèi)生日主題,中國在行動,我國抗菌藥物使用量及使用率位于全球第一我國是世界上細菌耐藥率增長最快的國家 --- 據衛(wèi)生部有關統(tǒng)計顯示：我國人均年消費抗菌藥量在138克左右，這一數字是美國的10倍，全球第一 --

21、我國兒童抗菌藥物食用量是歐美發(fā)達國家兒童的2.4倍 全球細菌耐藥明顯增加2019年衛(wèi)生部開展抗菌藥物臨床應用專項整治活動2019年衛(wèi)生部：關于繼續(xù)深入開展全國抗菌藥物臨床應用專項整治活動的通知衛(wèi)生部《抗菌藥物臨床應用管理辦法》2019年8月1日起施行,對抗抗菌藥物長遠影響的干預對策,合理使用抗菌藥物到控制使用用感染微生態(tài)學理論，指導對感染的診斷、治療和預防 ----重新認識感染的發(fā)生、發(fā)展 ----重視菌群在防御

22、感染中的作用 ----重視菌群的免疫包括抗在感染免疫中的作用 ----調整對感染性疾病的治療策略 ----探索益生菌在感染性疾病中的作用 ----探索益生菌在消除抗菌藥物對人體影響的作用,李蘭娟 《感染微生態(tài)學》第2版，2019，人民衛(wèi)生出版社,自然界中--微生物與人類--人類與微生物的戰(zhàn)斗,,人體針對微生物的武器—抗菌藥物，是微生物產生的，不是人類發(fā)明的，人類僅僅發(fā)現了它們。 --Spellberg

23、B et al. Clin Infect Dis. 2019;46:155-164,人體中微生物菌群—數量是人體細胞的10倍 ----絕大多數情況下，細菌是不致病的,抗菌藥物和益生菌,,,,,Probiotics,Antibiotics,,人類最早發(fā)現的細菌是有益菌（1864年，法國路易·巴斯德，乳酸桿菌）-“微生物學之父” 人類使用有益菌（1917年，大腸桿菌Nissle）的歷史比抗菌藥物（1929年，英國

24、弗萊明）早10年 然而近100年來，我們太重視抗菌藥物（antibiotics ）了，忽略了益生菌（probiotics ）,控制感染性疾病,細菌,首次提出糾正抗生素致菌群失調的治療策略,37,Ubeda C. Pamer EG. Trends in Immunology (IF=10.403) 2019;33(9):459-466,腸道菌群攜帶的宏基因組是后天獲得的，驅動了兒童免疫系統(tǒng)的成熟發(fā)育；抗生素廣泛應用嚴重打亂

25、了長期進化形成的腸道菌群與人體穩(wěn)態(tài)的“交談模式”出生早期抗生素增加個體下列疾病的易感性哮喘等過敏癥消化道炎癥性疾病益生菌制劑與抗生素聯用，可糾正抗生素對腸道菌群的破壞,免疫學進展(IF=10.403, 2019)Cell旗下免疫學分冊,外源性益生菌成為治療腸道菌群失調的重要手段之一,38,Walker AW, Lawley TD. Pharmacological Research. 2019;xxx:xxx-xxx

26、,致病菌(如, 難辨梭菌),腸桿菌,益生菌(好菌),微生態(tài),選用窄譜抗生素,補充益生菌(好菌),補充益生元,攝入糞便菌群,39,益生菌改善抗生素相關性腹瀉(AAD),Koning CJM, et al. Am J Gastroenterol 2019;103:178-189,n=9/253,n=1/61,抗生素對健康人大便次數和頻率的影響,38例健康受試者隨機分兩組， 對照組(n=19)口服阿莫西林500mg, bid;

27、 1-7天；益生菌組(n=19)口服阿莫西林(500mg, bid; 1-7天)和益生菌制劑(5*109cfu/粒, bid; 1-14天)，測定第0、7、14、63天腸道代謝酶活性和代謝產物SCFA含量,n=6/336,40,--- 削弱抗生素對腸黏膜營養(yǎng)代謝和吸收的干擾,Koning CJM, et al. Am J Gastroenterol 2019;103:178-189,n=6/336,n=9/253,n=1

28、/61,抗生素對健康人腸道代謝營養(yǎng)功能的影響,mg/60min/g糞便,β-葡糖苷酶,短鏈脂肪酸(酪酸),mmol/g糞便,38例健康受試者隨機分兩組， 對照組(n=19)口服阿莫西林500mg, bid; 1-7天；益生菌組(n=19)口服阿莫西林(500mg, bid; 1-7天)和益生菌制劑(5*109cfu/粒, bid; 1-14天)，測定第0、7、14、63天腸道代謝酶活性和代謝產物SCFA含量,益生菌組(n=19),對照組

29、(n=19),41,中國實用兒科雜志,有利于對照,有利于益生菌,合計(95%CI),RCTs研究,益生菌組,對照組,事件,合計,事件,合計,權重,相對危險比RR,相對危險比RR,M-H,固定模型,95%CI,M-H,固定模型,95%CI,2019年薈萃分析：益生菌降低AAD風險(64%),,7 RCTs (n=1114)RR = 0.36 (0.27-0.48)NNT = 6.37 (5.06-8.03),外源性益生菌促進新生鼠腸粘

30、膜分化成熟和腸道菌群建立,42,Preidis G.A., et al. The FASBE Journal. 2019;26:1960-1969,實驗設計CD-1新生鼠初生第5天胃飼人腸源性益生菌(羅伊氏乳桿菌，108cfu/50μl PBS/日) 胃飼1天，持續(xù)喂養(yǎng)至28天收集小鼠糞便觀察指標：益生菌的腸道定植、絨毛膜上皮細胞移動性、隱窩深度、糞便菌群多樣性主要研究發(fā)現：外源性益生菌不在腸道永久性定植，一過性發(fā)

31、揮作用益生菌促進腸上皮遷移、增殖分化益生菌促進新生鼠腸道菌群的建立和菌種多樣性,益生菌促進新生鼠腸上皮細胞能動性、增殖分化和腸道菌群多樣性,外源性益生菌在新生鼠腸道內不定值，停留5-8小時后排出,43,Preidis G.A., et al. The FASBE Journal. 2019;26:1960-1969,未處理,蘭色熒光：示小鼠絨毛膜上皮細胞核； 紅色熒光：示益生菌羅伊

32、氏乳桿菌；,CD-1新生鼠初生第8天胃飼人腸源性益生菌(羅伊氏乳桿菌，108cfu/50μl PBS/日)胃飼1次，胃飼后第4小時和第24小時采用FISH技術和熒光染色法測定小鼠回腸上皮絨毛膜的羅伊氏乳桿菌；,益生菌后4小時,益生菌后24小時,人腸原籍乳桿菌在新生鼠小腸的定植情況,益生菌可促進腸上皮細胞的遷移,44,Preidis G.A., et al. The FASBE Journal. 2019;26:1960-1

33、969,蘭色熒光：示小鼠絨毛膜上皮細胞核； 紅色熒光：示益生菌羅伊氏乳桿菌；,益生菌對新生鼠腸上皮細胞能動性的作用,益生菌可顯著提高新生鼠糞便菌群多樣性,45,Preidis G.A., et al. The FASBE Journal. 2019;26:1960-1969,益生菌胃飼1次后對新生鼠糞便菌群多樣性的作用,CD-1新生鼠初生第8天胃飼人腸源性益生菌(羅伊氏乳桿菌，108c

34、fu/50μl PBS/日)胃飼1次，采用16S rRNA V3-V5序列焦磷酸全基因測序法，在胃飼后第4小時、24小時、2天測定小鼠糞便微生物菌種多樣性,益生菌可顯著提高新生鼠糞便菌群多樣性,46,Preidis G.A., et al. The FASBE Journal. 2019;26:1960-1969,益生菌胃飼1次后新生鼠糞便菌群各菌種豐度,20只CD-1新生鼠初生第8天胃飼人腸源性益生菌(羅伊氏乳桿菌，1

35、08cfu/50μl PBS/日)胃飼1次，采用16S rRNA V3-V5序列焦磷酸全基因測序法，取胃飼后第24小時新生鼠糞便測定菌群的操作分類單位數量,對抗抗菌藥物長遠影響的干預對策,重視有益菌群的作用和益生菌藥物的時代到來了 有理由在使用抗菌藥物的同時，使用益生菌，特別是兒童,益生菌作用機制：,人類早期過度使用抗生素不僅僅導致AAD和多藥耐藥菌產生，并造成更加嚴重的遠期后果,Antibiotic overuse: Stop t