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一项针对小鼠的新研究表明，在婴儿时期的关键发育窗口期接触抗生素会阻碍胰腺中产生胰岛素的细胞的生长，并可能增加以后患糖尿病的风险。该研究还指出了可能有助于这些关键细胞增殖的特定微生物。
一项针对小鼠的新研究表明，在婴儿时期的关键发育窗口期接触抗生素会阻碍胰腺中产生胰岛素的细胞的生长，并可能增加以后患糖尿病的风险。
本月发表在《科学》（Science）杂志上的这项研究还指出了可能有助于这些关键细胞在生命早期增殖的特定微生物。
这一发现是揭示人类婴儿微生物群重要性的最新发现。婴儿微生物群是指在我们最初几年里生活在我们身上和体内的细菌和真菌群。这项研究可能会为解决一系列代谢疾病带来新的方法。
科罗拉多大学生物前沿研究所分子、细胞和发育生物学助理教授、第一作者詹妮弗·希尔说：“我们希望我们的研究能让人们更多地认识到婴儿微生物群对发育的重要性。这项工作也提供了重要的新证据，表明基于微生物的方法有一天不仅可以用来预防糖尿病，还可以用来逆转糖尿病。”
超过200万美国成年人患有1型糖尿病，这是一种无法治愈的疾病，患者的胰腺无法分泌胰岛素（将葡萄糖转化为能量的激素），血液中充满了糖分。
这种疾病通常出现在儿童时期，遗传因素在其中起着重要作用。但科学家们发现，虽然同卵双胞胎的DNA相同，使他们容易患1型糖尿病，但通常只有一对双胞胎会患这种疾病。
希尔说：“这告诉你，它们的环境经历正在改变它们的易感性。”
多年来，她一直在寻找微生物的答案。
先前的研究表明，母乳喂养或顺产出生的孩子比其他孩子患1型糖尿病的可能性更小，这两种方式都能促进健康的婴儿微生物群。一些研究还表明，早期给婴儿服用抗生素可能会无意中杀死有益细菌和有害细菌，并增加患糖尿病的风险。
挥之不去的问题是：这些婴儿错过了哪些微生物？
希尔说：“我们的研究发现，在生命早期，特定的微生物是促进胰腺细胞发育所必需的，这是一个关键的窗口。”
她解释说，人类婴儿出生时只有少量的胰腺“β细胞”，这是体内唯一能产生胰岛素的细胞。
但在婴儿一岁的某个时候，β细胞生长出现了一生一次的激增。
希尔说：“无论出于何种原因，如果我们没有经历这种扩张和增殖，这可能是糖尿病的原因。”
她是犹他大学的博士后研究员，与资深作者、病理学教授琼·朗德（June Round）一起进行了这项研究。
他们发现，当他们在一个特定的窗口期（相当于人类大约7到12个月的寿命）给小鼠服用广谱抗生素时，小鼠的胰岛素产生细胞减少，血糖水平升高，胰岛素水平降低，成年后代谢功能普遍变差。
“对我来说，这太令人震惊了，有点吓人。”“这表明微生物群在这个非常短的早期发育时期是多么重要。”
在其他实验中，科学家们给小鼠注射了特定的微生物，发现其中一些微生物增加了它们的β细胞的产生，提高了血液中的胰岛素水平。
其中最强大的是一种叫做都柏林念珠菌的真菌。
研究小组使用了“青少年糖尿病的环境决定因素”（TEDDY）研究中的粪便样本，制作了希尔所说的“粪便冰沙”，并喂给小鼠。
当研究人员用7到12个月大的健康婴儿的粪便接种新生小鼠时，它们的β细胞开始生长。其他年龄段婴儿的粪便则没有同样的效果。
值得注意的是，只有在这一时期，都柏林假丝酵母在人类婴儿中才大量存在。
希尔说：“这表明人类也有一个被这些促进细胞的微生物定植的狭窄窗口。”
当遗传上易患1型糖尿病的雄性小鼠在婴儿期被真菌定植时，它们患糖尿病的几率不到15%。没有接受真菌的雄鼠有90%的几率得糖尿病。
更有希望的是，当研究人员将这种真菌注射到产生胰岛素的细胞被杀死的成年小鼠身上时，这些细胞又再生了。
希尔强调，她不是“反抗生素者”。
但她确实想象有一天，医生可以在使用抗生素的同时，给病人服用基于微生物的药物或补充剂，以取代无意中杀死的促进新陈代谢的细菌。
粪便冰沙（粪便微生物群移植）已经被实验用于改善2型糖尿病患者的代谢状况，2型糖尿病也会损害胰腺细胞。
但这种方法可能会带来真正的风险，因为许多对儿童有益的微生物可能会对成年人造成伤害。相反，她希望科学家有一天能够利用微生物的特定机制来开发新的治疗方法，以治疗受损的胰腺逆转糖尿病。
她最近帮助在科罗拉多大学博尔德分校建立了一个最先进的“无菌”设施，用于研究婴儿微生物群。在那里，动物可以在完全没有微生物的无菌“气泡”中繁殖和饲养，通过一个接一个地重新引入它们，科学家可以了解它们是否有效。
“从历史上看，我们一直认为细菌是我们想要避免的东西，但我们可能有比病原体更多的有益微生物，”她说。“通过利用它们的力量，我们可以为人类健康做很多事情。”
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