潘懷宗/藥物是否有療效 你的腸道菌決定?

▲藥物是否有療效,你的腸道菌決定?(圖/pixabay)

▲藥理學是研究藥物在人體內作用的道理。(示意圖/pixabay)

文/潘懷宗 博士

我是醫學院藥理學教授,醫學科學家,不是藥師也不是醫師,藥理學是研究藥物在人體內作用的道理,其中藥物的藥效及對人體產生的副作用,都是研究的重點,藥理學家早期就知道,每個人的年齡、身體有無疾病,和同時服用的藥物會影響藥效和副作用,近年來更進一步發現許多食物也會與藥物產生交互作用,影響藥物在人體內的作用,如:服用statin類降膽固醇類藥物時,應避免與葡萄柚汁併服; 服用抗凝血劑 (warfarin),應避免大量食用富含維生素K的球芽甘藍等等。此外,個人體質的不同,大家也都毫無異議的認為會造成藥效差異,但只是不知如何預測不同個體對同一種藥物會有什麼不同的藥效與反應,自從人類基因解碼後,這種研究個體間差異-也就是根據基因多型性(genetic polymorphism)的藥效差異-稱為基因藥理學(pharmacogenomics)。依據檢測不同個體間基因多型性與藥物間的關係,進而發展制定個人化藥物(personalized drugs)的治療方式,造福更多人。

然而,近日《科學》期刊的一篇研究報告,重磅衝擊了藥理學界,除了上述影響藥效的諸多因素外,竟然每個人的腸道微生物,也會大大影響藥效和副作用。為什麼明明是同一種藥,有人吃了對改善病情的效果很好,但有人吃完後療效卻不顯著,甚至有很強的副作用呢?沒想到服用藥物後療效的差異,竟然與腸道微生物間存在著密不可分的相關性!這是以前藥理學家們沒有重視的事。

2019年6月14日《科學》(Science)期刊,刊出一篇由哈佛大學化學系教授巴爾斯科斯(Emily Balskus)和美國加州大學舊金山分校微生物暨免疫學教授騰堡(Peter Turnbaugh)共同發表的文章,證明腸道微生物”吃”掉了帕金森氏(Parkinson's disease)病人的藥物,使得不同患者間療效波動幅度極大,藥效無法預測,甚至副作用增強。

▲藥物是否有療效,你的腸道菌決定?(圖/pixabay)

▲服用藥物後療效的差異,竟然與腸道微生物間存在著密不可分的相關性!(示意圖/pixabay)


同年(2019)6月3日刊登在《自然》(Nature)期刊,刊出耶魯大學微生物學系谷德曼(Andrew Goodman)教授的一項研究報告,發現利用76種常見腸道微生物,來研究271種常用藥物是否被腸道菌所影響,結果顯示,其中超過三分之二的藥物至少會被一種腸道細菌所代謝(吃掉),進而顯著降低藥物作用的濃度。研究人員也發現,每種腸道菌都可以代謝11~95種藥物。

之前,2017年6月4日美國微生物學會年度會議在阿拉巴馬州紐奧良市舉行,紐約阿爾伯特愛因斯坦醫學院格斯理(Leah Guthrie)教授發現治療大腸癌的藥物---伊立替康(開普拓,艾力),在某些患者中可以引起嚴重腹瀉,其原因是因為腸道菌會反向操作肝臟解毒功能,增加藥物的毒性反應。之前的動物實驗就發現,β-葡萄糖醛酸酶(β-glucuronidases)會改變伊立替康和其他類似藥物之化學結構,將藥物轉變成肝臟難以代謝的毒性化合物。

此外,哈佛大學巴爾斯科斯教授早期在2014年3月發表在《腸道微生物》(Gut Microbes)期刊的研究報告也發現腸道微生物會影響特定藥物的作用方式,像是在結腸中發現的遲緩埃格特菌(Eggerthella lenta)可以使心臟衰竭用藥-毛地黃(digoxin)失去活性。

▲藥物是否有療效,你的腸道菌決定?(圖/pixabay)

▲研究人員也發現,每種腸道菌都可以代謝11~95種藥物。(示意圖/pixabay)

綜上所述,腸道微生物影響藥效的情況非常顯著,因此讓我們就以發表在《科學》期刊的最新研究為例來讓大家了解,腸道菌是如何影響藥效的。首先,該篇研究報告發現,已經用了超過半個世紀治療帕金森氏病人的左多巴(levodopa,L-dopa)藥物,在抵達腦部前,早已被腸道菌群給吃掉近一半!

帕金森氏症是一種好發在60歲以上長者的退化性神經疾病,全世界約有1% 60歲以上的人,受到帕金森氏症困擾(約700萬),最有效的治療藥物就是左多巴,理想情況是,左多巴服用後,在小腸被吸收,之後穿過血腦障壁(blood-brain barrier)(註一)抵達大腦,並在大腦中經由酵素轉變成神經傳導物質---多巴胺(dopamine),藉以提升帕金森氏病人腦中多巴胺濃度之不足,進而改善運動不能的症狀。

但病人服藥後,實際狀況卻是僅有1%~5%的左多巴會穿過血腦障壁,順利進入大腦,產生藥效,原因是它會在腸道中提前被轉變成多巴胺,而多巴胺除了本身無法穿透血腦障壁外,也會造成病人嚴重的腸胃道疼痛症狀及心律不整等副作用。所以長久以來,患者們在使用左多巴的同時,還必須同時服用另一個抑制藥物卡比多巴(carbidopa),專門抑制左多巴在腸道中提前轉變成多巴胺,期望它乖乖進入大腦。但即便是使用卡比多巴後,仍然有56%的左多巴不知去向,藥理學家一直納悶,不知道原因。

▲藥物是否有療效,你的腸道菌決定?(圖/pixabay)

▲病人服藥後,實際狀況卻是僅有1%~5%的左多巴會穿過血腦障壁,順利進入大腦。(示意圖/pixabay)

之前曾有研究發現,病人在使用抗生素後,就有顯著增強左多巴在病人體內的療效,暗示腸道菌可能參與其中,所以哈佛大學教授決定對這些腸道菌一探究竟,尋求真相。首先進入腸道菌目前已建立的DNA資料庫,搜尋找到糞腸球菌(Enterococcus)和乳酸桿菌(Lactobacillus)中存在大量酪胺脫羧酶(tyramine decarboxylase),而這個酵素就會使得左多巴在腸道被消化成多巴胺,再接著進行實際共同培養後確定,糞腸球菌是真正吃掉藥物的主要元兇。

查出糞腸球菌是元兇之後,巴爾斯科斯教授進一步瞭解到原先阻止人類酵素在腸道把左多巴變成多巴胺的藥物卡比多巴,並不能阻止糞腸球菌吃掉左多巴藥物,所以才會仍有將近56%的左多巴藥物被糞腸球菌在腸道轉變成多巴胺,問題來了,怎麼解決這個問題?因為使用抗生素來殺死糞腸球菌,雖然是一種方法,但會產生兩個大問題,一是糞腸球菌不見了,不知會對腸道功能產生何種改變,二是使用抗生素也會殺死其他腸道菌,這又會造成更多問題。所以使用抗生素絕對不是一個解決問題的好方法。厲害的是,哈佛大學化學系竟然合成出了另一個藥物AFMT((S)-α-fluoromethyltyrosine),非但能夠只封住糞腸球菌的嘴巴(阻止它把左多巴變成多巴胺),同時還不會影響糞腸球菌的生存,實在是劃時代的貢獻。因此,這篇發表在《科學》的研究論文,奠定了它的學術研究價值。

綜上結論,藥物對每個人所產生的療效不同,原因有很多,包含年齡、性別、同時服用的藥物和飲食習慣,當然也包含遺傳基因的不同。由於我們的腸道微生物所擁有的基因數目,比我們人類本身的基因數目還要多出150倍。而這些不同的基因就會產生大量且不同於人類的酵素,進而影響藥效。《科學》期刊的這篇研究,不僅為左多巴個體差異療效提供了答案,同時也可以更加精準控制帕金森氏藥物的療效,更對降低毒性提出了解決辦法。將來我們也可以透過每個人的糞便菌群,來預測藥物的療效。

▲藥物是否有療效,你的腸道菌決定?(圖/pixabay)

▲藥物對每個人所產生的療效不同。(示意圖/pixabay)

科學真的是日新月異,腸道菌的研究也是一日千里,經常刷新了我們的眼界,唯有持續的吸收醫學新知,才能與時俱進喔!

註一、所謂血腦障壁是指大腦被一層緊密的毛細血管壁(內皮細胞)與神經膠質細胞所形成的屏障所覆蓋,這個屏障位於血漿與腦細胞之間,屬於半通透性(semi-permeable),僅允許某些物質(如胺基酸、氧、葡萄糖、水)穿透,能夠選擇性的阻止某些物質(通常是有害物質)由血液進入大腦組織。

推薦閱讀

忍6週不能DIY!醫曝「網友最怕手術」這6點必知 你割了嗎?

非嬰兒時期若想要切除過長的包皮時,主要會採用「包皮環切手術」。台北市立聯合醫院仁愛院區泌尿外科黃建榮醫師表示,包皮環切手術約1小時內即可完成,但術後3天內應避免碰水,4至6至內應避免性行為或自慰,以免陰莖勃起拉扯傷口而加重疼痛或出血狀況。

2019年09月16日 22:28

想哭就哭吧!必知大哭一場的6個好處...其中1項是減重

失戀、失業,或是壓力爆表的時候大哭一場,除了發洩和紓壓,對健康也確實有許多益處,其中包括瘦身。

2019年09月16日 21:25

快衝啊!女網友公認「最心動追求法Top5」 第1名讚爆:真的在一起了

這年頭想要脫魯覺得難嗎?很多男生為了追求女生,總得絞盡腦汁尋找最讓她心動的方法,是天天溫馨接送情、還是買早餐、宵夜有求必應,女生們真的都吃這套嗎?Youtuber《那個女生Kiki》開啟兩性調查局,在IG上調查,整理出數百位女網友真實意見,統整出男人一做,就能讓她們「淪陷的事情Top5」。網友們看完紛紛讚嘆:「做了第1名所以在一起了。」

2019年09月16日 20:28

空污不只讓你胖!國衛院研究首證實:長期暴露PM2.5年長者肌肉量減少

空污對人體健康影響遍及全身, 國家衛生研究院一項追蹤研究在國際間首度證實,長期暴露PM2.5會造成老年人整體肌肉量減少,嚴重恐怕成為肌少症。

2019年09月16日 19:57

「挽回前女友」砸2萬吃飯、買化妝品...他哀怨:一夕間淪為工具人

「心痛叫結果,心動叫開始,過程是虛無。」就在昨天我諮詢了一位失戀挽回的學員,一般大多的問題都是想挽回自己前女友,為何想要挽回呢?大部分人回答:「我不想放棄她」、「因為我還愛她阿」、「我覺得她是個好女人」、「我未來只有她」。

2019年09月16日 19:29

郭葉珍/事情解決了還在氣怎麼辦?

生氣這種事就像心裡的那把柴火被點燃,就算火滅了,也要一陣子濃煙才會散。不過火滅了,你還不停想,除了氣別人還要氣自己,一直給火加油,火當然越燒越旺。

2019年09月16日 18:50

蠟筆小新配音員「子宮頸癌」過世 醫嘆可惜:預防關鍵很多人沒做

台灣知名配音員蔣篤慧今(16)日傳出子宮頸癌,併發多重器官衰竭過世,享年49歲,消息一出嚇傻不少劇迷。對於子宮頸癌過世一事,婦產科醫師也感慨指出,這真的是一件很可惜的事情,子宮頸癌是很好預防的癌症,因為有抹片檢查和疫苗,只要發現癌前病變,一般門診手術5分鐘就解決了。

2019年09月16日 18:30

頭別再往後仰!醫授「4步驟」正確止鼻血...手捏錯位置仍爆流

每個人都有流鼻血的經驗,到底該捏著鼻子後仰還是前傾?耳鼻喉科醫師陳亮宇表示,正確的鼻血處理方式是頭往傾比較好,並用棉球塞住鼻孔,捏住鼻翼兩側,同時用嘴巴呼吸。如果30分鐘內仍血流不止的話,應該趕快去掛急診。

2019年09月16日 18:24

他糞便嗯不出「腸子腫成車輪!」醫憂腸壞死...拿「肛管插入」救命

一名31歲男子,出國前因腹脹不舒服求診,經腹部X光發現他不但是先天性乙狀結腸過長,交叉壓迫腸道,使整條乙狀結腸因糞便積留脹成宛若「車輪」似的,就醫後需以肛管由肛門進入做減壓排氣排便後,立即腹脹消失,順利完成出國旅遊。

2019年09月16日 17:24

國衛院研究:嘉義「微環境」PM2.5暴露最高 在家燒香、鄰近寺廟比例多

細懸浮微粒等空氣污染議題近幾年來持續受到關注,國家衛生研究院今日公布研究成果,針對居家室內、餐廳、寺廟等與個人生活較為相關的微環境PM2.5暴露評估,比較北中南東4地區老年族群的個人PM2.5暴露量,結果以嘉義地區最高,接著依序是高雄、台北、花蓮。進一步分析其中生活形態,嘉義地區在家燒香比例達7成5,以及住家鄰近寺廟比例也達到2成,為可能因素之一。

2019年09月16日 17:03

留言版