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

薏米水能排濕、消腫又美肌 但有4種情況不適合喝

帶點珍珠白的清甜薏米水,又稱薏仁水,能解熱、去濕排毒,是香港、泰國、新加坡及馬來西亞街頭的常民飲食。就像台灣人吃仙草冰降火氣一樣,在薏米水的沁涼安撫下,彷彿終年的酷熱潮濕也不那麼令人難受了。

2019年10月18日 13:45

一舉清除衰老標記 淚溝、法令紋 的正解

國內美容醫學界謠傳的衰老標記-「三八紋」之說,其實也是許多女性在意的,包含淚溝、法令紋、木偶紋。其實拋開炒作的成分,這三道紋路確實讓氣色更差、視覺年齡更老,尤其淚溝、法令紋,是門診中詢問度極高的療程。

2019年10月18日 12:50

慈善晚宴獻愛心更比美!曾馨瑩、蔡依珊優雅貴氣 理科太太飄「孕味」?

為推廣乳癌防治觀念,一年一度的雅詩蘭黛集團粉紅絲帶慈善晚宴於17日晚間登場,包含「粉紅絲帶公益大使」曾馨瑩與蔡依珊,以及修杰楷、六月、李詠嫻等眾多名人都出席參與,眾女星們盛裝出席,美到猶如參加頒獎典禮,仔細一看,幾乎所有人都不約而同以玫瑰色、粉裸色唇妝,展現溫柔優雅的女性魅力。

2019年10月18日 12:50

毛豆可抑制肥胖!北醫大動物研究證實 「高雄11號」品種效果最佳

堪稱「台灣綠金」的毛豆去年外銷產值創28年新高。農委會近期更與台北醫學大學生藥學研究所研究發現,毛豆中含有黃酮類化合物,可控制血糖、抑制體重上升,改善第二型糖尿病,研究團隊也將毛豆加入攝取高脂肪飼料的小鼠飲食中,竟發現小鼠體重可獲得控制,未來有機會成新興保健產品。

2019年10月18日 11:53

幼稚園男童午睡「小手猛動」滿臉漲紅 老師掀開棉被驚喊:不可以!

大陸一間幼稚園的老師黃怡(化名)16日向當地媒體爆料,大約一周前在班級裡檢查學童午休的狀況,不料看到有幾個小男孩喜歡窩在棉被裡趴睡,而且滿臉漲紅全是汗,小手還不斷抽動,讓她擔心睡姿不好出狀況,於是掀開棉被一看,結果就目睹令人震驚的一幕。

2019年10月18日 11:17

5個月大嬰兒吃九層塔炒蛋竟休克 醫檢:糟!他對蛋過敏

1名出生5月嬰兒由家人餵食九層塔炒蛋30分鐘後,突然出現皮疹、全身無力進而意識不清,經彰化基督教兒童醫院醫療團隊急救及觀察治療後,檢測出男嬰為過敏體質,因誤食蛋製品食物引發嚴重過敏性休克,經施以腎上腺素與相關藥物急救,並轉診兒童加護中心觀察治療後,順利健康出院。

2019年10月18日 11:15

局部瘦是騙人的!減肥常見5大NG誤區解答 只做有氧運動易反彈

說到減肥,你有沒有碰到這種狀況?一開始下定決定要瘦身,開始少吃多運動,但怎麼效果好像不大,或是一停止沒多久又胖回來?原因可能就出在你也有這些常見的瘦身錯誤觀念,導致瘦身效果大打折,甚至越減越胖!

2019年10月18日 11:03

生男生女?女孩男孩都是寶!帶你看見孕婦之美

亞洲國家因存在重男輕女文化,隨著時代的進步與性別平等政策推動,台灣人「偏好生男」的比例已明顯下降。根據最新的「家庭與生育調查:男女兩性之理想子女性別組合」報告中,對胎兒性別的態度為「男女均可,順其自然」的比例接近半數,另外約40%的民眾傾向「一男一女」。

2019年10月18日 11:00

巨大腫瘤吃掉左臉!菲男跨海求醫 花蓮慈濟9次手術變臉成功

害怕引人側目,來自菲律賓26歲的麥可(Michael Mahusay)在人前,總是用布遮住左臉一顆約12公分的「牙骨質纖維瘤」(cemento-ossifying fibroma)。雖然是良性纖維骨性病變,但巨大腫瘤幾乎「吞噬」麥可的半張臉,不僅影響咀嚼、吞嚥功能外,腫瘤甚至將眼睛和鼻子擠壓變形,讓他僅能用口呼吸,就連左眼視力也受到影響。在菲律賓慈濟志工的協助下,今年六月麥可終於跨海轉往台灣花蓮慈濟醫院求醫。

2019年10月18日 10:33

沒洗刷具慘爆痘!居家3款洗潔劑「安心洗」不炸毛...洗髮精也有效

天天化妝、擦保養品,小心「隱形殺手」讓臉爆痘爆不停!化工博士謝玠揚提醒,尤其是天天接觸、摩擦皮膚的刷具,一定要定時做清潔保養,可以運用家中隨手可得的清潔劑洗淨,避免貴森森的刷具炸毛、掉毛,而心痛不已。

2019年10月18日 10:26

留言版