重磅发现！研究揭示农药影响人体健康新机制

农药在全球农业生产中广泛使用，在提高农作物产量的同时，其残留对人类健康的潜在影响也备受关注。肠道微生物群作为人体重要的内环境，与人体健康密切相关。近期，一项发表于Nature Communications的研究，深入探讨了农药与肠道微生物群之间的相互作用，为揭示农药影响人体健康的机制提供了关键线索。

研究人员首先评估了 18 种农药（包括 15 种代表性农药和 3 种已知代谢物）对 17 种代表性人类肠道细菌生长的影响（见图 1）。从图 1a 的实验设计可以清晰看到研究的整体架构，涵盖了多种农药和细菌。图 1b 展示了这些农药的化学结构，它们分属于 6 大类，部分属于内分泌干扰物或持久性有机污染物 。实验结果显示，农药对不同细菌的生长影响差异显著，呈现出物种特异性和剂量依赖性（图 1c） 。例如，4,4'-DDE 在不同浓度下，对不同细菌的生长作用不同（图 1d），部分细菌生长受到抑制，而部分细菌生长则被促进。此外，研究还发现所有肠道细菌都能选择性地生物累积农药（图 1e），这一发现进一步证实了农药与肠道细菌之间复杂的相互作用，为理解农药在人体内的长期残留提供了重要依据。

为了深入探究农药对肠道细菌代谢的影响，研究人员进行了高分辨率代谢组学分析（见图 2）。图 2a 展示了暴露于 18 种化合物后，不同细菌代谢物的显著变化数量，结果发现有 6 种细菌对农药极为敏感。从图 2b 的网络相互作用分析可以看出，革兰氏阳性菌和阴性菌对农药的代谢反应截然不同，而农药在驱动肠道细菌代谢变化方面却呈现出功能相似性。进一步分析发现，农药暴露影响了多达 40 种代谢途径（图 2c），其中嘧啶代谢、嘌呤代谢等关键途径受到的影响最为显著。这些途径对维持细胞的正常代谢和功能至关重要，其变化可能会引发一系列生理反应，进而影响宿主健康。这一结果揭示了农药暴露对肠道细菌代谢的广泛影响，为后续研究农药如何通过肠道微生物群影响宿主健康奠定了基础。

此外，研究人员还通过脂质组学分析，研究了农药对肠道细菌脂质分子的影响。结果发现，农药主要影响甘油磷脂和甘油酯等脂质类别，且不同细菌的脂质变化具有特异性。例如，饱和脂肪酸 C20:0 在农药暴露后的变化较为显著，可能作为敏感生物指标。

在体内实验中，研究人员以 4,4'-DDE 和卵形拟杆菌（B. ovatus）为模型进行小鼠实验。结果表明，4,4'-DDE 暴露不仅改变了小鼠的微生物组成，还影响了宿主的代谢过程，尤其是脂质代谢。同时，研究还观察到宿主免疫反应的变化，进一步证实了农药通过肠道微生物群影响宿主健康的观点。

这项研究通过多组学技术，全面揭示了农药与肠道微生物群之间的相互作用，为理解农药影响人体健康的机制提供了新的视角。但研究也存在一定的局限性，未来还需要进一步整合多组学方法，深入探索不同健康和疾病状态下肠道微生物群与宿主的共代谢作用，为制定更有效的预防策略提供更坚实的理论基础。

参考文献:Chen, L., Yan, H., Di, S. et al. Mapping pesticide-induced metabolic alterations in human gut bacteria. Nat Commun 16, 4355 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-59747-6