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食品制造商经常在食品中添加防腐剂以保持新鲜。 这些防腐剂的目的是杀死可以分解和破坏食物的微生物。 几个世纪以来，糖、盐、醋和酒精等常见添加剂一直被用作防腐剂，但现代食品标签现在揭示了更不熟悉的成分，如苯甲酸钠、丙酸钙和山梨酸钾。
细菌产生称为细菌素的化学物质来杀死微生物竞争对手。 这些化学物质可以通过杀死食物中潜在的危险病原体来充当天然防腐剂。 Lanthipeptides 是一类具有特别有效的抗菌特性的细菌素，被食品工业广泛使用，被称为“lanthipeptides”（lanthipeptides 和抗生素的科学组合）。
然而，尽管它们被广泛使用，但对于这些抗生素如何影响在食物中食用它们的人的肠道微生物组知之甚少。 肠道中的微生物生活在微妙的平衡中，共生细菌通过分解营养物质、产生代谢物以及重要的是防止病原体为身体提供重要的好处。 如果太多的共生细菌被抗菌食品防腐剂不分青红皂白地杀死，机会性病原体可能会取而代之并造成严重破坏——这一结果并不比首先食用受污染的食物更好。
芝加哥大学科学家在ACS化学生物学上发表的一项新研究发现，最常见的一类抗生素对维持健康的病原体和共生肠道细菌都有强大的影响。
乳酸链球菌素是一种流行的抗生素，用于从啤酒和香肠到奶酪和蘸酱的所有食物。 它是由生活在奶牛乳腺中的细菌产生的，但人类肠道中的微生物也会产生类似的抗生素。 Zhenrun “Jerry” Zhang 博士是芝加哥大学的 Donald F.Steiner是Duchossois家庭研究所所长Eric Pamer医学博士实验室的医学教授和博士后学者，他想研究这种天然存在的抗生素对共生肠道细菌的影响。
从本质上讲，乳酸链球菌是一种抗生素，长期以来一直被添加到我们的食物中，但它如何影响我们的肠道微生物尚未得到很好的研究，“张说。 “虽然它可能在防止食物污染方面非常有效，但它也可能对我们人类肠道微生物产生更大的影响。
他和他的同事们深入研究了人类肠道细菌基因组的公共数据库，并确定了产生六种不同肠道衍生抗生素的基因，这些抗生素与乳酸链球菌肽非常相似，其中四种是新的。 然后，与伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Richard E.合作赫克特化学教授 Wilfred AVan der Donk博士合作，他们生产了这些抗生素的版本，以测试它们对病原体和共生肠道细菌的影响。 研究人员发现，虽然不同的抗生素具有不同的作用，但它们可以杀死病原体和共生细菌。
这项研究是最早表明肠道共生菌对抗生素敏感的研究之一，有时比病原体更敏感，“张说。 “鉴于目前食物中抗生素的含量，它们很可能也会影响我们的肠道健康。
Zhang和他的团队还研究了抗生素中肽的结构，以更好地了解它们的活性，学习如何利用它们的抗菌特性。 例如，在另一项研究中，Pamer实验室表明，由四种微生物组成的联盟，包括一种产生抗生素的微生物，有助于保护小鼠免受抗生素耐药性肠球菌感染。 他们还在研究不同人群中抗生素耐药基因的流动，以更好地了解细菌如何在不同条件和饮食下定植肠道。
似乎抗生素和产生抗生素的细菌并不总是对健康有益，因此我们正在寻找方法来对抗潜在的不良反应，同时利用它们更有益的抗菌特性，“张说。
更多信息： zhenrun jZhang 等人，肠道来源的链球菌样抗生素对人类肠道病原体和共生体的活性，ACS 化学生物学 （2024）。 doi： 10.1021/acschembio.3c00577