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5.18全国血管健康日—肠道菌群与心血管健康“心肠密不可分”

发表时间:2023-05-18 作者:admin 阅读数:204

越来越多的研究数据表明了肠道微生物群与心血管疾病之间的重要联系。但目前的研究发现可能仅是“肠-心对话”的冰山一角,更多解读仍在路上。在精准医学时代,以丰富的多组学大数据为依托,进一步揭示肠道菌群与心血管健康之间的复杂因果关系,实现从基础向临床转化,为心血管疾病提供有效的治疗策略。

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《中国心血管健康与疾病报告2021》显示

在人口老龄化和代谢危险因素流行的双重压力下,中国内地心血管疾病总患病人数高达3.3亿,占人口总数的1/5以上,心血管疾病死亡人数已超过各类疾病死亡总数的40%。因此,在现有研究基础上,从更广泛的角度探讨心血管疾病的发病机制、筛选具有代表性的心血管疾病生物标志物、寻求新型保护策略,是维持心血管健康、减轻心血管疾病诊疗负担至关重要的出路之一。

人体肠道是一个巨大的微生物栖息地,成人肠道含有成百上千种细菌,总数达10的14次方,几乎是成人细胞数量的10倍,而其编码基因总量是人体的100倍。肠道菌群在维持机体健康中发挥重要作用,被视为一种特殊的“微生物器官”和人类的“第二基因组”。

近10年来,大量临床、基础研究深刻揭示了“肠-心轴”在多种心血管疾病中扮演重要角色,肠道菌群与心血管健康相关研究已成为至关重要的研究领域。

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肠道菌群与心血管疾病的关系

冠状动脉粥样硬化性心脏病

冠状动脉粥样硬化性心脏病(CHD)以冠状动脉粥样硬化为病理基础,是代谢性心血管疾病的重要代表。研究发现,CHD患者肠道中的肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、链球菌属(Streptococcus)丰度显著高于健康对照,菌群整体对单糖、氨基酸的转运能力增强,而对四氢叶酸等维生素的合成能力下降。

心力衰竭

心力衰竭(下文简称“心衰”)患者同样存在肠道菌群紊乱。经高通量测序发现,心衰患者肠道菌群特征主要表现为菌群多样性、丰度下降,具有SCFAs产生潜力的共生菌丰度减少。组学研究也印证了心衰患者的菌群失调,如弯曲杆菌(Campylobacter)、沙门氏菌(Salmonella)、志贺菌(Shigella)等潜在致病菌在慢性心衰患者肠道内过度生长。

高血压

与健康人群相比,高血压前期和高血压人群的肠道菌群结构类似,肠道微生物丰度、多样性下降,以普雷沃氏菌属(Prevotella)显著增多为主要特征。同时,菌群移植(FMT)相关研究证实,高血压患者的粪便菌群可使无菌小鼠的血压升高,证示了菌群对血压的直接影响。不仅如此,某些肠道菌属与高血压的严重程度或血压波动相关,普雷沃氏菌属和梭菌属的相对丰度与血压波动呈正相关,而另枝菌属(Alistipes)、乳杆菌属(Lactobacillus)则具有相反效果。

肠道菌群影响心血管健康的方式

肠道菌群及其成分与机体直接相互作用

通常认为健康人体血液中无细菌存在,在心血管疾病领域,微生物仅在感染性心内膜炎、心肌炎或风湿性心脏病中发挥作用。然而,近年来的一些研究改变了这种看法,研究人员发现,即便在无感染迹象的心血管疾病患者中,也可在其血液中检测到微生物存在。与健康人群相比,心血管疾病患者血液中变形菌门(Proteobacteria)、假单胞菌科(Pseudomonadaceae)丰度升高。

总体而言,自肠道进入血液循环中的细菌或细菌成分可能引起免疫刺激、内毒素血症、炎症反应和动脉粥样硬化等改变,并最终在心血管疾病中发挥作用。

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肠道菌群在多种因素的影响下调节心血管健康

肠道菌群具有与宿主协同进化、相互作用的特性。机体自身的遗传因素、饮食、疾病、药物、生活习惯和外界因素(如气候、海拔)可招募具有特定功能的微生物,而菌群快速响应环境变化,通过对自身的代谢和生理调节,改变环境对宿主的选择性压力,帮助宿主适应相应的外界改变。鉴于菌群受复杂因素的影响,进一步抽丝剥茧、观察不同因素对微生物群和疾病的影响,将有助于更好地理解菌群与疾病的联系。

自20世纪70年代发现柳氮磺胺吡啶可被肠道菌群代谢后,药物对于人体和菌群的影响引起了广泛关注。研究发现,药物对菌群的影响甚至大于疾病。

Nature发表的一项研究显示,心血管疾病的常用药物——他汀类药物,与代表肠道菌群失调的肠型(拟杆菌属占比较高、粪杆菌属占比较低,微生物密度较小)呈明显负相关。

我们同样观察到他汀类药物对于肠道菌群稳态的重建作用,服用他汀类药物的急性冠脉综合征(ACS)患者肠道中的潜在致病菌减少、疾病预后较好,可能为他汀类药物通过调节肠道菌群组成和功能进而使ACS患者受益。可以乐观推测,量化心血管代谢疾病中单药或多药协同作用对于机体的影响,将为药物-宿主-肠道菌群的相互作用提供新思路。此外,还发现,吸烟、饮酒、合并2型糖尿病或非酒精性脂肪肝等疾病对CHD患者的肠道菌群结构、血清代谢物特征和疾病预后亦有明显影响。

当然,肠道微生态的结构和功能受多元、复杂的干扰因素影响。精细的亚组分析有助于厘清各种因素对菌群及疾病的影响。需明确的是,上述研究是针对特定人群的相关性研究,如将结果推而广之进行验证,则需大规模的队列研究和机制研究进一步解释。

小 结

综上,越来越多的研究数据表明了肠道微生物群与心血管疾病之间的重要联系。但目前的研究发现可能仅是“肠-心对话”的冰山一角,更多解读仍在路上。在精准医学时代,以丰富的多组学大数据为依托,进一步揭示肠道菌群与心血管健康之间的复杂因果关系,实现从基础向临床转化,为心血管疾病提供有效的治疗策略。