肠道微生物群是人体内一个复杂的生态系统，包含数以万亿计的细菌、病毒和真菌。这些微生物不仅参与消化、免疫调节，还与代谢疾病、炎症性肠病甚至癌症治疗反应密切相关。然而，抗生素作为对抗感染的重要武器，却像一把双刃剑——它们在杀灭病原菌的同时，也会无差别攻击肠道中的有益菌群，导致微生物多样性骤降。这种破坏可能引发短期问题（如腹泻、耐药菌滋生）和长期健康风险（如代谢紊乱）。如何量化不同抗生素对肠道菌群的“杀伤力”，成为优化临床用药的关键。

2025年，巴黎大学Charles Burdet团队联合多家机构在《Gut Microbes》发表研究，首次通过数学模型系统评估了四种抗生素对肠道菌群多样性的影响。研究发现，氟喹诺酮类抗生素莫西沙星（Moxifloxacin）对肠道菌群的破坏最显著且恢复最慢，β-内酰胺类抗生素中，哌拉西林/他唑巴坦（Piperacillin/Tazobactam）的短期杀伤力最强，而头孢曲松（Ceftriaxone）的影响最轻微。这一成果为临床选择“肠道友好型”抗生素提供了重要依据。

实验设计：样本及模型

研究团队基于一项名为DAV132-CL-1006的临床试验数据展开分析。144名健康志愿者被随机分配接受5天疗程的四种抗生素之一（头孢曲松、头孢他啶/阿维巴坦、哌拉西林/他唑巴坦或莫西沙星），并持续收集治疗期间及停药后42天的血浆和粪便样本。通过以下三步构建模型：

• 药代动力学建模：分析抗生素在血浆和粪便中的浓度变化，追踪药物在肠道的滞留时间。
• 吸附剂干预：部分受试者服用活性炭吸附剂DAV132，评估其减少肠道抗生素残留的效果。
• 多样性动态模型：利用16S rRNA基因测序计算香农多样性指数（Shannon Index），建立抗生素浓度与菌群多样性变化的非线性关系。

图1. DAV132-CL-1006临床试验的设计

关键性发现

1.  莫西沙星：持久战的“冠军”

莫西沙星在粪便中的浓度最高（80.7 μg/g），且清除缓慢（停药后12.2天仍可检出）。其对菌群多样性的破坏虽非最大（最大降幅21.9%），但恢复至基线95%需17.8天，总体影响（AUC指标）居首。

2.  哌拉西林/他唑巴坦：闪电战的“突击手”

该组合在短期内导致菌群多样性暴跌27.3%，但停药后2.5天即从肠道清除。其高杀伤力源于广谱抗菌活性，尤其针对需氧和厌氧菌。

3.  头孢曲松：温和的“过客”

头孢曲松对菌群的影响最小（最大降幅仅4%），停药后4天即可恢复，提示其在需保留肠道生态时的潜在优势。

治疗时长：非线性风险的警示

模拟不同疗程（3-14天）发现，延长治疗时间并非线性加剧破坏。例如，疗程从5天增至10天，菌群多样性损失仅增加57%-76%。这表明，抗生素的初始冲击最为猛烈，后续可能因耐药菌占据生态位而减缓破坏。因此，临床应优先缩短非必要长疗程，而非盲目减少剂量。

临床意义与未来挑战

• 优化抗生素选择：在疗效相当的情况下，优先选用头孢曲松等低影响药物，减少生态代价。
• 吸附剂的潜力：DAV132可降低β-内酰胺类抗生素的肠道残留，未来或成保护菌群的辅助手段。
• 局限性：研究仅纳入健康志愿者，患者因代谢变化或基础疾病可能导致结果偏差。此外，香农指数仅反映多样性，未深入分析菌群功能变化。

这项研究首次通过定量模型揭示了抗生素对肠道菌群的差异化影响，为“精准抗菌”提供了新视角。未来，结合个体化药代动力学数据与菌群功能分析，或能实现“治病不伤菌”的理想目标。正如本文作者所言：“每一次抗生素的使用，都是一场微观生态的博弈——我们需要更聪明的策略，而非更强大的武器。

参考文献：

[1] Carlos Olivares, Etienne Ruppé, Stéphanie Ferreira, Tanguy Corbel, Antoine Andremont, Jean de Gunzburg, Jeremie Guedj & Charles Burdet (2025) A modelling framework to characterize the impact of antibiotics on the gut microbiota diversity, Gut Microbes, 17:1,2442523, DOI: 10.1080/19490976.2024.2442523