特殊微生物或酶的存在也许能够解释为什么某些治疗对特定人群不奏效。
在追寻个性化治疗的过程中，多数研究者关注的是个体的基因组如何控制机体对药物的应答。然而，越来越多的证据表明个体独特的微生物组，即存在于人体内的细菌及其他微生物种群，也许是决定药物在个体条件下能否起效的关键。
抗癌药对每个人的作用方式不尽相同。John Moore/Getty
研究者已有证据表明健康人群能够基于其微生物组成进而通过不同的方式代谢某些药物，这些证据发表在6月4日新奥尔良美国微生物协会的会议上。
人体内的细菌能够吸收可获得的任何营养物，无论其来源于宿主的饮食还是正在服用的药物。然而，如果细菌将药物代谢为无效甚至有毒的物质，这种摄食灵活性就成为了麻烦。
纽约阿尔伯特爱因斯坦医学院的计算生物学家Leah Guthrie对化疗药物伊立替康的相关数据进行了讨论，该药物会引起某些病人严重腹泻。之前对小鼠的研究表明细菌中的β-葡萄糖醛酸酶能够改变伊立替康和一些其他药物的化学结构。通常情况下肝脏通过向这些药物添加葡萄糖醛酸酯基团解除其毒性，但细菌中的这种酶可移除该基团，从而将药物变成有毒物质。
肠道微生物研究进展
为了研究人体微生物组是否影响药物的代谢，Guthrie和同事收集了20个健康个体的排泄物样本。他们用伊立替康处理这些样本，并鉴别样本中的细菌在与药物作用过程中所产生的物质。结果表明样本中的四个含有大量有毒形式的伊立替康，但是这些样本中的细菌种类并没有明显差别。
在分析排泄物样本中的蛋白产量时，研究者发现来自高细菌代谢活性个体的样本中含有能够产生更多β-葡萄糖醛酸酶的菌株。同时这些个体中将糖类转运至细胞内的相关蛋白含量也较高，这表明他们更易于吸收有毒物质从而产生胃肠问题。
阿尔伯特爱因斯坦医学院的微生物学家，也是该研究的领导者Libusha Kelly表示，研究者目前计划收集来自服用伊立替康的癌症患者的样本，从而探究这种情况是否属实。
美国北卡罗来纳大学研究伊立替康的结构生物学家Matthew Redinbo认为，我们在理解肠道细菌产生的酶如何与药物相互作用的过程中前进了一大步，同时他表示“我们最大的领悟就是要以思考人体自身酶类的方式来看待肠道中的酶。”
Redinbo表示肝脏对许多药物的处理都是通过被细菌β-葡萄糖醛酸酶移除的基团实现的：这说明微生物组产生的作用可能相当广泛。他在小鼠中的研究表明一些β-葡萄糖醛酸酶能够对某些抗炎症药物进行相似的改造，其中包括布洛芬，该药物在长期使用过程中会产生肠道毒性。
依然存在于黑盒子中的研究
哈佛大学的生物化学家Emily Balskus表示，研究者已发现肠道细菌改变治疗药物的许多例子，其中包括一些治疗帕金森和焦虑症的药物。她还表示细菌的干扰也许能够解释为什么有时动物模型不能够准确预测药物在人体内的毒性，因为动物体内有不同的微生物种群。
然而目前仍存有许多疑问，仅有少数降解药物的酶得到了鉴定，肠道细菌在人群中的差异大小尚不清楚。
举例而言，一篇发表在6月2日《科学》杂志上的文章发现预防艾滋病毒的药物替诺福韦（通常为用于阴道的凝胶），对阴道中存在加德纳菌（Gardnerella）的女性不能发挥作用。这种细菌能够快速分解药物为无活性物质，但科学家并不知道该过程如何发生，也不知道它是否能够被阻止。
最后，Balskus表示，临床医生也许能够通过筛查病人的微生物组来确定药物是否对其有效。如果他们的微生物组可能存在问题，那么医生可以给病人开相关的酶抑制剂或改变病人的饮食从而给细菌提供其他食物来源。对小鼠进行的饮食干预在防止肠道细菌降解心脏药物地高辛的研究中已获得一些成绩。
Redinbo想将这一方法应用于人类。他刚启动的生物技术公司Symberix（北卡罗来纳州达勒姆市）计划申请临床试验许可来研究β-葡萄糖醛酸酶抑制剂与伊立替康同时用于癌症病人的效果。
尽管如此，充分了解细菌-药物相互作用仍需要很长时间。只有到那时，医生才能将此作为常规疗法。Redinbo表示这项工作“惊人得复杂”。
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