猝死高發？心血管疾病患者的腸道細菌特征

研究人員展示了心髒病患者的腸道微生物群如何發生重大紊亂。鑒于微生物組學研究的最新證據，研究人員現在呼籲采取更有力、更有針對性的公共衛生舉措，通過鼓勵以植物為基礎、控制能量的飲食、避免吸煙和遵守日常鍛煉，預防或延緩這些常見疾病，這些疾病是世界範圍内導緻過早死亡的主要原因。

人類的腸道含有數萬億種細菌，統稱腸道微生物群，它們可能對人類健康産生積極和消極的影響。當處于平衡狀态時，它們就像一個内部的化學工廠，産生大量促進健康的化合物。然而，不健康的生活方式——飲食不良、吸煙、缺乏體育活動或疾病——會破壞這種平衡，導緻微生物群産生化合物，可能在遺傳風險高的人群中引發多種非傳染性慢性疾病，包括心肌梗死、心絞痛或心力衰竭。

科學家們已經發現，慢性心髒病患者的腸道微生物群發生了改變。他們發現了由患病微生物群産生的化合物，例如，三甲胺(TMA)在人體宿主的肝髒中進行修飾後，會導緻動脈硬化。

然而，這些改變腸道菌群的發現受到挑戰，因為它們是在藥物治療患者的研究中取得的。心髒病患者被給予幾種不同的藥物，每種藥物都能改變腸道微生物群。是以，目前還不清楚是藥物還是心髒病本身導緻了心血管疾病患者的腸道微生物群紊亂。

更嚴重的并發症是，心髒病經常伴随着早期超重和2型糖尿病發展，而這兩種疾病的特征也是腸道微生物群紊亂。是以，仍需證明腸道菌群失衡是否心髒病本身的特征。

心髒病會引起腸道微生物群的紊亂

為了回答這些關鍵問題，一個歐洲研究人員聯盟在2012年建立了歐盟資助的MetaCardis研究項目，以調查腸道微生物在心髒代謝疾病中的作用。哥本哈根大學的Oluf Pedersen教授是主要的研究人員之一，他和他的同僚們在《Nature Medicine》雜志上發表了他們的研究結果。

“我們采用了一項研究設計，該設計反映了心髒病的發病和随時間的增長，替代了對腸道微生物群的縱向研究，否則就不可能進行這項研究，因為出現動脈硬化症狀和心髒病診斷需要50-60年的時間。”他在哥本哈根大學的諾和諾德基礎代謝研究中心(CBMR)進行了這項研究。

研究人員招募了1241名來自丹麥、法國和德國的中年人，包括健康的人、肥胖和2型糖尿病但未診斷出心髒病的人，以及心肌梗死、心絞痛或心力衰竭的患者。研究人員量化了大約700種不同的細菌種類，并估計了它們在腸道微生物群中的功能，并将這些發現與血液中循環的1000多種化合物進行了比較，其中許多化合物來自腸道内部的化學工廠。

Oluf Pedersen教授說:“我們發現，這些腸道細菌和血液化合物中約有一半經過藥物治療改變，與心髒病或在心髒病診斷前出現的糖尿病或肥胖等早期疾病沒有直接關系。”

“在剩下的一半患者中，大約75%的腸道微生物群紊亂發生在超重和2型糖尿病的早期階段，比患者注意到任何心髒病症狀早很多年。”

然而，早期的微生物群變化在心髒病患者中持續存在，這些患者的腸道微生物群的組成和功能還表現出與心髒病相關的特定改變。無論是在代謝異常的早期階段還是心髒病診斷的晚期階段，患病的微生物群都以細菌細胞和細菌能力的喪失為特征。此外，患者表現出對已知能産生促進健康化合物(如短鍊脂肪酸)的細菌種類的減少，以及對某些膳食氨基酸、膽堿和左肉堿的新陳代謝産生不健康化合物的細菌種類的增加。對血液化合物的分析反映了腸道微生物群的失衡。

植物性和能量控制飲食會有所幫助

來自以色列的一項研究證明并推廣了患有三種心髒疾病之一急性心肌梗死患者的腸道微生物群和血液化合物變化的發現，該研究發表在同一期的《自然醫學》(Nature Medicine)雜志上。

“現在清楚的是，心髒病患者的腸道微生物群發生了重大紊亂，這些改變可能在心髒病症狀出現和診斷之前很多年就開始了。這些微生物群的變化不能用藥物治療來解釋。”Oluf Pedersen說。

這些研究的主要局限性在于，調查者報告的是關聯性，而不是對他們的觀察結果進行因果解釋。然而，Oluf Pedersen教授強調，在過去的十年中，大量的細胞和動物實驗研究了特定的微生物菌群衍生化合物——比如在目前的研究中确定的那些——已經證明了不平衡的腸道微生物菌群可能在心髒病的發展中發揮作用。

“對人類和齧齒動物的幹預表明，在心髒病發展的不同階段，不平衡的腸道微生物群可以通過多吃植物性和能量控制飲食、避免吸煙和堅持日常鍛煉來改善和部分恢複。”在根托夫特大學醫院繼續進行研究的Oluf Pedersen教授說:“現在是時候将積累的關于腸道微生物組作用的證據轉化為更有重點的公共衛生舉措，以試圖預防或延遲與心髒病相關的發病率和死亡率。”

參考文章：

1. Microbiome and metabolome features of the cardiometabolic disease spectrum. Nature Medicine, 2022

2.Metabolomic and microbiome profiling reveals personalized risk factors for coronary artery disease. Nature Medicine, 2022