婴儿期接触抗生素可能会抑制胰岛素生成细胞的生长，并增加日后患糖尿病的风险，一项新的小鼠研究显示。
这项研究于本月发表在《科学》杂志上，还确定了特定的微生物，这些微生物可能有助于这些关键细胞在早期生命中的增殖。
这些发现进一步强调了人类婴儿微生物组的重要性——即我们在生命最初几年中体内和体表的细菌和真菌群落。该研究可能为解决一系列代谢疾病提供新的方法。
“我们希望我们的研究能提高人们对婴儿微生物组在塑造发育过程中重要性的认识，”第一作者、科罗拉多大学博尔德分校BioFrontiers研究所分子、细胞和发育生物学助理教授詹妮弗·希尔（Jennifer Hill）表示。“这项工作还提供了重要的新证据，表明基于微生物的方法有朝一日不仅可以预防糖尿病，还可以逆转糖尿病。”
在美国，超过200万成年人患有1型糖尿病，这是一种无法治愈的疾病，患者的胰腺不能产生胰岛素（将葡萄糖转化为能量的激素），导致血液中充满糖分。
这种疾病通常在儿童时期出现，遗传因素起着重要作用。但科学家发现，尽管同卵双胞胎共享易患1型糖尿病的DNA，通常只有一人会患上这种疾病。
“这说明他们的环境经历改变了他们的易感性，”希尔说。
多年来，她一直在寻找微生物的答案。
先前的研究表明，母乳喂养或通过阴道分娩出生的儿童，这两种方式都可以促进健康的婴儿微生物组，比其他儿童更不容易发展成1型糖尿病。一些研究还表明，过早给婴儿使用抗生素会无意中杀死有益细菌，从而增加糖尿病风险。
遗留的问题是：这些婴儿缺少哪些微生物？
“我们的研究确定了早期生命中的一个关键窗口，在这个窗口期内，特定的微生物对于促进胰腺细胞发育是必要的，”希尔说。
她解释说，新生儿出生时只有少量的胰腺“β细胞”，这是体内唯一产生胰岛素的细胞。
但在婴儿的第一年内，会出现一次终生仅有的一次β细胞增长激增。
“如果由于某种原因，我们没有经历这次扩张和增殖事件，这可能是糖尿病的一个原因，”希尔说。
她在犹他大学担任博士后研究员期间进行了这项研究，资深作者是病理学教授琼·朗德（June Round）。
他们发现，在特定窗口期（相当于人类7到12个月的生命阶段）给小鼠使用广谱抗生素后，这些小鼠在成年后产生的胰岛素生成细胞较少，血糖水平较高，胰岛素水平较低，整体代谢功能较差。
“对我来说，这令人震惊且有点可怕，”朗德说。“它显示了在这非常短暂的早期发育期间，微生物群是多么重要。”
在其他实验中，科学家们给小鼠注射了特定的微生物，发现其中几种增加了它们的β细胞产量并提高了血液中的胰岛素水平。
最有效的是名为都柏林念珠菌（Candida dubliniensis）的真菌。
研究团队使用来自环境决定因素与年轻糖尿病（TEDDY）研究的粪便样本制作了希尔所谓的“粪便泥浆”，并将其喂给小鼠。
当研究人员用7到12个月大的健康婴儿的粪便接种新生小鼠时，它们的β细胞开始生长。而其他年龄段婴儿的粪便则没有同样的效果。
值得注意的是，都柏林念珠菌在人类婴儿中仅在这个时间段内丰富存在。
“这表明人类也有一个由这些促进β细胞生长的微生物定植的狭窄窗口期，”希尔说。
当具有1型糖尿病遗传倾向的雄性小鼠在婴儿期被接种这种真菌时，它们患糖尿病的概率不到15%。而未接种真菌的小鼠患病概率高达90%。
更有希望的是，当研究人员给胰岛素生成细胞已被破坏的成年小鼠接种这种真菌时，那些细胞得以再生。
希尔强调她并不是“反抗生素”。
但她设想有一天医生可以在使用抗生素的同时给予基于微生物的药物或补充剂，以替换无意中杀死的支持代谢的细菌。
粪便移植（粪便微生物群移植）已经在实验中用于改善2型糖尿病患者的代谢状况，2型糖尿病也会损害胰腺β细胞。
但这些方法确实存在实际风险，因为许多在儿童时期有益的微生物在成人身上可能会造成伤害。相反，她希望科学家们有朝一日能够利用这些微生物的具体机制来开发治疗受损胰腺的新方法——逆转糖尿病。
她最近帮助在科罗拉多大学博尔德分校建立了一个最先进的“无菌”设施，用于研究婴儿微生物组。在那里，动物可以在完全无菌的“气泡”中繁殖和饲养，通过逐一重新引入微生物，科学家可以了解它们的作用。
“历史上，我们将病菌视为需要避免的东西，但我们体内的有益微生物可能远多于病原体，”她说。“通过利用它们的力量，我们可以为人类健康做很多事。”
参考文献：
Jennifer Hampton Hill等人，《新生儿真菌通过巨噬细胞依赖性β细胞发育促进终身代谢健康》。《科学》387, eadn0953 (2025)。DOI: 10.1126/science.adn0953
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