2025年3月7日，發表於知名期刊《科學》雜誌的一項研究探討了生命早期微生物對胰島β細胞發育及糖尿病風險的影響。研究發現，在嬰兒期關鍵發育階段接觸抗生素（納入本項研究的小鼠相當於人類嬰兒 7 至 12 個月），會抑制胰島β細胞的生長，進而增加個體未來患糖尿病的風險。
進一步研究發現，
特定的微生物（如Candida dubliniensis）能夠對胰島β細胞的增殖起到促進作用。
這一發現為糖尿病的預防、治療乃至逆轉開闢了全新的思路。研究標題為「Neonatal fungi promote lifelong metabolic health through macrophage-dependent β cell development」。
研究第一作者，科羅拉多大學生物前沿研究所分子、細胞與發育生物學助理教授Jennifer Hill表示：「希望我們的研究能提高人們對嬰兒期體內微生物在塑造發育過程中重要性的認識。除此之外，本項研究還提供了重要的新證據，即基於微生物的疾病管理策略未來不僅可以預防，還可能有助於逆轉糖尿病。」
Jennifer Hill（研究第一作者）
1型糖尿病是一種尚不可被治癒的疾病，特徵是內源性胰島素的絕對缺乏，導致血糖升高。儘管遺傳因素在其中扮演重要角色，但並非所有具有遺傳易感性的個體都會發病。例如，同卵雙胞胎中，儘管共享導致1型糖尿病的DNA，但通常只有一人會患病，表明環境因素在疾病發展中起到關鍵作用。近年來，科學家們將目光投向微生物群落，試圖揭示其與糖尿病風險之間的關聯。
PART.01
探索：生命早期，微生物如何影響胰島β細胞命運？
研究團隊以小鼠為實驗對象，開展了一系列研究。首先，他們在相當於人類嬰兒 7 至 12 個月大的特定窗口期，給小鼠使用廣譜抗生素。這一做法旨在模擬嬰兒期可能面臨的抗生素暴露情況，觀察其對胰島β細胞發育及後續代謝功能的潛在影響。同時，為了探究特定微生物對胰島β細胞的促進作用，研究者還向小鼠引入了特定的微生物，包括細菌和真菌等不同種類，並通過先進的分子生物學技術，精準檢測小鼠體內胰島β細胞的數量變化、胰島素水平的波動以及血糖代謝功能的差異，從而全面評估這些微生物對胰島β細胞發育和功能的促進效果，以及對小鼠整體代謝健康狀況的潛在影響。
抗生素對胰島β細胞的影響
在給予小鼠廣譜抗生素後，研究發現這些小鼠在成年後胰島素產生細胞數量減少，血糖水平升高，胰島素水平降低，整體代謝功能受損。這表明生命早期抗生素的使用可能會干擾胰島β細胞的正常發育，增加糖尿病風險。
特定微生物的促進作用
研究發現，幾種特定微生物能夠增加小鼠的胰島β細胞數量，並提高血液中的胰島素水平。其中，一種名為 Candida dubliniensis的真菌表現出最顯著的效果。進一步研究表明，這種微生物在人類嬰兒中也僅在特定時期存在，且與胰島β細胞的發育密切相關。
圖 C. dubliniensis的定殖促進了胰腺的成年後發育
糞便樣本實驗驗證
研究團隊利用來自 The Environmental Determinants of Diabetes in the Young（TEDDY）研究的糞便樣本，製作成「糞便冰沙」並餵食給小鼠。結果顯示，當用 7 至 12 個月大健康嬰兒的糞便樣本對新生小鼠進行接種時，其胰島β細胞開始生長，而其他年齡段嬰兒的糞便樣本則沒有這種效果。這進一步驗證了生命早期存在一個特定的窗口期，在此期間特定微生物對胰島β細胞的發育起著關鍵作用。
PART.02
微生物群移植：逆轉糖尿病的新思路？
本研究的發現對於糖尿病的預防和治療具有重要意義。
首先，它強調了生命早期微生物群落對胰島β細胞發育的重要性，提醒人們在嬰兒期使用抗生素時應謹慎，避免不必要的抗生素暴露對嬰兒胰島β細胞發育和未來糖尿病風險的潛在不利影響。
其次，研究為開發基於微生物的治療方法提供了新的思路和理論依據。例如，未來或許可以研發出微生態製劑或補充劑，與抗生素同時使用，以補充抗生素殺滅的有益微生物，維持嬰兒體內微生物群落的平衡，從而保障胰島β細胞的正常發育。
此外，糞便微生物群移植等微生物相關療法也可進一步探索其在糖尿病治療中的應用潛力，通過調節患者體內的微生物群落，促進胰島β細胞的再生和功能恢復，為糖尿病患者帶來新的治療希望。
PART.03
本文小結
研究強調了生命早期微生物組的重要性。嬰兒出生時胰腺中只有少量的β細胞，這些細胞會在嬰兒第一年的某個時候經歷一次一生中僅有一次的快速增長。如果這一過程受阻，就可能導致糖尿病風險增加。微生物組在這一關鍵時期對β細胞的發育起著至關重要的作用。
這一研究不僅加深了我們對微生物組在生命早期對健康影響的理解，也為未來開發基於微生物的治療方法提供了新的思路。未來，醫生或許可以同時給嬰兒使用抗生素和微生物基藥物或補充劑，以替代被抗生素意外殺死的代謝支持微生物。
