科学家们近日发现,抗生素会使哺乳动物的线粒体发生功能障碍,从而引起组织损伤。该研究于7月3日发表在《科学转化医学》(Science Translational Medicine)杂志上,再次为医生们敲响警钟:抗生素有风险,使用需谨慎。
线粒体是细胞中负责能量生产的细胞器,拥有类似细菌的DNA和其他分子。长期以来,线粒体被视为古代内共生事件的产物——被细胞吞噬的古代细菌。而这项新研究表明,以细菌为靶标的抗生素也会影响线粒体。
波士顿大学的Jim Collins教授领导团队分析了抗生素对线粒体的影响。此前,他的团队发现抗生素会刺激细菌中活性氧(ROS)的产生,这也是药物杀菌的机制之一。现在,研究人员希望了解抗生素是否也会增加线粒体中的ROS产生。
研究团队使用三种不同类型的抗生素(环丙沙星、氨苄青霉素、卡那霉素)处理来自多个组织的人类细胞系。“我们发现,这些抗生素都会促进ROS的产生,”Collins说,“这是通过扰乱线粒体功能实现的。”不过,四环素不会导致ROS水平升高,因为四环素并不杀死细菌,仅抑制其生长。
研究显示,抗生素使细胞的多个成分受到ROS破坏,包括DNA、蛋白质和脂质。研究人员用上述三种抗生素处理小鼠,发现小鼠的ROS水平升高,组织出现氧化性损伤。
研究人员指出,短期接受抗生素治疗的普通人无需过分担心,因为人体具有强大的DNA修复机制;但长期使用抗生素可能会有较大的副作用。
为防止这类损伤,研究人员在用抗生素处理细胞和小鼠的同时,使用了抗氧化剂NAC(N-乙酰半胱氨酸)。研究表明,NAC能够缓解抗生素诱发的ROS增加,且重要的是,NAC不影响抗生素的杀菌活性。
研究人员指出,并非所有抗氧化剂都不影响抗生素杀菌活性,因为他们测试的另一种抗氧化剂减弱了抗生素的效力。Collins推测,NAC可能无法进入细菌,因此只对线粒体产生影响。但他也强调,NAC能否应用于临床,还有待进一步深入研究。