Research press release

【微生物学】幼若期の抗生物質の使用がその後の発育に影響を及ぼす可能性

Nature Communications

Microbiology: Early-life antibiotic use may affect development

ヒトの子どもにおける抗生物質の使用を模倣するように設計されたマウスモデルを使った研究で、一般的に使用される抗生物質によって仔マウスの発育に変化が生じることが明らかになった。幼若マウスに抗生物質を投与すると、総体重の増加と骨の成長が一時的に加速し、腸内マイクロバイオームの多様性と個体群構造に長期的な変化が起こったのだ。この研究成果の報告が、今週掲載される。

米国での抗生物質の使用量は10歳未満の子どもが最も多く、合計で年間4000万コースを超えている。これまでに、低量投与の継続による影響を調べる動物研究が行われているが、ヒトの場合には急性感染症を治療するための短期コースで10~100倍の抗生物質が投与されるのが通常であるため、こうした動物研究がヒトにおける抗生物質の使用にとってどれほどの意味を持っているのかは分かっていない。

今回、Martin Blaserたちは、ヒトにおける抗生物質の使用が微生物叢と発育に及ぼす影響について解明を進めるために、幼若期における抗生物質の治療量投与を模倣するマウスモデルを開発した。Blaserたちは、子どもに処方されることが最も多い抗生物質であるアモキシシリンとタイロシンをモデルマウスに投与した。その結果、幼若期における抗生物質の投与によって体重と骨の成長が短期的に増えることがわかった。また、腸内マイクロバイオームの多様性と構成については、抗生物質の投与から数か月間持続する長期的変化が観察された。こうした影響は、コース数と抗生物質の種類に依存していた。骨の成長と体重に対する影響が微生物叢と関係しているのかどうかは明らかになっていないが、以上の新知見は、ヒトにおける抗生物質のガイドラインとリスクを再検討する必要のあることを示している。

A mouse model designed to mimic therapeutic antibiotic use in human children shows that commonly used antibiotics can alter the development of mouse pups, reports a paper published in Nature Communications. Early-life antibiotic use temporarily accelerated total body mass and bone growth in the young mice, and caused long-term changes in gut microbiome diversity and population structure.

Antibiotic use in the United States is highest in children under 10 who, collectively, receive more than 40 million courses per year. Previous research has looked at how low-level, continuous dosage affects animals; however, as humans usually receive 10- to 100-fold higher antibiotic exposures for short courses to treat acute infections, the relevance of these studies to human antibiotic use is unclear.

To better understand how human antibiotic use may affect microbiota and development, Martin Blaser and colleagues developed a mouse model that mimics early-life therapeutic-dose antibiotic treatment. They administered amoxicillin and tylosin to the mice as these antibiotic classes are the most commonly prescribed to children. They find that treatment early in life leads to short-term increases in body weight and bone growth in the mice. Longer-term changes, which remained for months after antibiotic exposure, were observed in gut microbiome diversity and composition. These effects were dependent on the number of courses and class of antibiotic. Although it is unclear if the effects on bone growth and body mass are to do with microbiota, these findings indicate a need to re-examine antibiotic guidelines and risks in the human population.

doi: 10.1038/ncomms8486

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