治疗考拉性病也可能抑制其必需的肠道微生物

考拉依赖于特殊的细菌来消化桉树,但用于阻止性传播感染的抗生素可能会杀死这些微生物

高度专门化的饮食加上猖獗的性传播感染正在威胁着澳大利亚可爱的象征性有袋动物。栖息地破坏和人类入侵在过去几十年中降低了数量,但“衣原体疾病正迅速成为许多考拉种群的主要威胁,”昆士兰科技大学兼职教授和考拉遗传学专家彼得·蒂姆斯说。这种细菌过度生长会导致不孕、失明甚至死亡。目前,这种疾病感染了澳大利亚估计8万只野生考拉中的多达一半,澳大利亚是它们在野外生活的唯一场所。

为了对抗这种灾难,动物护理人员已经大规模地部署了抗生素,并取得了相对的成功。患病动物被带到康复机构,接受全疗程的广谱抗生素(如氯霉素或恩诺沙星)治疗,然后被放回野外。

但一些研究人员现在担心,这些强效药物正在破坏考拉的肠道微生物群,特别是那些消化原本有毒的桉树叶的微生物,桉树叶是考拉唯一的食物来源。“考拉代表了一个罕见的哺乳动物极端案例研究——我们知道微生物组的特定功能是生存所必需的,”加州大学戴维斯分校的进化生物学家乔纳森·艾森说。


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现在,艾森实验室的博士生凯蒂·达尔豪森正在启动一项研究,以评估抗生素究竟是如何改变这些标志性动物的微生物的。她计划在今年晚些时候开始众筹探险,以采集澳大利亚考拉的粪便样本。粪便中微生物的遗传特征应该揭示抗生素治疗后哪些微生物仍然存在,以及持续治疗可能如何影响后代。

持久的遗产
在人类中,抗生素会引起轻微的副作用,如腹泻和机会性感染,因为这些药物会消灭本土菌群。但大多数人通常会迅速恢复,并最终重建一个功能性的肠道微生物生态系统——即使它与他们治疗前的生态系统不完全相同。

然而,对于考拉来说,失去特定的微生物物种可能会阻碍它们处理其唯一食物来源的能力。桉树叶营养价值不高,并且含有高浓度的单宁,单宁对大多数哺乳动物有毒。考拉有一个特别长而缓慢的消化过程,这给了它们更多的时间从这种不起眼的食物来源中吸收宝贵的燃料和营养。但部分消化能力可能来自单宁-蛋白质复合物降解肠杆菌——可以分解单宁的微生物。如果这些细菌像研究人员怀疑的那样关键,那么“它们的去除将阻碍考拉从已经非常贫乏的能量来源中获取营养的能力,”柏林莱布尼茨动物园和野生动物研究所的野生动物疾病负责人亚历克斯·格林伍德说,他与人合著了本月早些时候对考拉微生物群的分析。他指出,即使拥有健康的消化系统,考拉也大部分时间都在睡觉,以节省从饮食中获得的能量——几乎所有宝贵的醒着的时间都在进食。

改变的微生物群也可能通过削弱从母亲传给后代的传统微生物遗产而使后代面临风险。当幼崽断奶时,它们会吃一种来自母亲的物质,称为糊状食物。糊状食物是一种类似于粪便的排泄物,富含来自母亲消化道的微生物,包括特别大量的活的单宁-蛋白质复合物降解肠杆菌。“糊状食物对考拉的生物学至关重要,寄养提供者在照顾幼崽时仍然使用来自捐赠母亲的乳汁和糊状食物,”达尔豪森说。她怀疑,对雌性考拉进行抗生素治疗可能会减少或消灭它们可以传递给幼崽的关键细菌。

尽管怀疑存在这些微生物侵袭,但目前停止衣原体治疗并非一种选择,因为感染仍在继续蔓延。因此,研究人员正在寻找标准抗生素的替代品。2013年,蒂姆斯及其合作者发现了一种基因(考拉干扰素伽马基因),该基因似乎有助于调节免疫系统并抵御感染,包括衣原体。该小组现在正在利用这种遗传信息来制造疫苗,以预防这种性传播感染,并且首次现场试验显示出令人鼓舞的结果,蒂姆斯说。他还致力于开发更有针对性的药物,这些药物将“只杀死衣原体,而不杀死考拉友好且必需的肠道细菌,”他说。

达尔豪森的工作和其他人的工作也在拓宽我们对动物王国的看法。“我们倾向于将动物视为独特的个体,但所有动物——包括人类——都代表着一个庞大的微生物群落,”格林伍德指出。“我们了解得越多,就越意识到这些微生物在使每个人成为他们自己方面有多么重要。考拉之所以是考拉,部分原因在于生活在其体内和体表的细菌。”也许新的研究将有助于展示微生物途径,以保持考拉的这种状态。

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