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心血管頂級期刊:實錘!腸道微生物多樣性越低,動脈硬化程度越高

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心血管頂級期刊:實錘!腸道微生物多樣性越低,動脈硬化程度越高

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【摘要】:
來自倫敦國王學院的研究人員開展了一項研究,他們確認,在女性中,腸道微生物多樣性越低,動脈僵硬程度越高,腸道微生物對它的影響有一部分由代謝綜合征介導,與其他一些傳統風險因素基本無關。他們還找到了一些與之相關的特定微生物。研究發表在心血管領域頂級期刊 European Heart Journal 上。

  “救救動脈!”自從心血管疾病成為全世界范圍內的頭號殺手之后,各種預防性的保健品銷量蹭蹭上漲,甚至連醋泡花生米軟化血管這種偏方也備受推崇。中年人紛紛戒煙戒酒,控制體重,捧起了普洱茶和枸杞水。

   然而,有很多心血管疾病的發生都不是煙酒肥胖這些傳統的風險因素可以解釋的,尤其是在女性和年輕人中。為了更好地預防,研究人員追蹤其他風險因素的腳步也從來沒有停下過。隨著腸道微生物的研究越來越深入,這些小東西和各種疾病掛上了鉤,其中就包括可能與血管疾病有關的氧化應激和炎癥 [1,2]。

 

   基于此,來自倫敦國王學院的研究人員開展了一項研究,他們確認,在女性中,腸道微生物多樣性越低,動脈僵硬程度越高,腸道微生物對它的影響有一部分由代謝綜合征介導,與其他一些傳統風險因素基本無關。他們還找到了一些與之相關的特定微生物。研究發表在心血管領域頂級期刊 European Heart Journal 上 [3]。

   動脈硬化是血管衰老的一種表現,會影響心臟泵血功能,增加高血壓、心肌梗塞、中風和心衰等的風險。而這次的研究更是首次在人類群體中證實腸道微生物與動脈硬化的關系,未來,心血管疾病的風險因素名單里或許要加上一項腸道微生物了。

   研究人員從英國 TwinsUK 隊列中抽取了 617 名中年女性,對她們的腸道微生物進行了基因測序,同時對她們生活中的方方面面,運動、飲食結構、日常用藥和疾病等等都進行了細致的記錄,以便在之后數據分析時進行調整,使分析結果更加準確。

在調整了年齡、BMI、平均動脈壓和家族史后,研究人員發現,腸道微生物多樣性與脈搏波速度(PWV)有明顯的負相關關系。PWV 是目前評估動脈硬化程度的“金標準”,與動脈僵硬程度呈正相關,速度越快,僵硬程度越高,彈性越差。

 

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   研究人員評估了 PWV 與不同的微生物群體之間的關系,將顯著的相關性縮小到了其中的一些微生物上。包括瘤胃球菌科、理研菌科、梭菌科、Barnesiellaceae(科)、Odoribacter(屬)以及屬于放線菌門的產氣柯林斯菌(Collinsella aerofacien)它們的豐度與 PWV 呈負相關關系。

即使是調整了運動情況、煙酒習慣、膳食纖維的攝入量以及離子泵抑制劑(PPI)、抗生素藥物的使用,甚至是社會經濟地位等等多種因素之后,研究人員得到的結果仍然與考慮少量因素時一樣。

其實腸道微生物會和心血管疾病扯上關系真不奇怪,最早一批和腸道微生物有關的肥胖、糖尿病都是心血管疾病的風險因素。這幾年來也有動物實驗證明腸道菌群失衡會增加心肌梗塞 [4] 和心衰 [5] 的風險,研究人員連潛在的治療方法都提出來了:補充植物乳桿菌和鼠李糖乳桿菌 [6] 等有益菌能成功減少小鼠心肌梗塞后壞死心肌的面積,改善與心衰有關的左心室的功能。

 

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   遠的說完說個近的,就在一周前,一項研究發現,有些沒有傳統心血管風險因素的人動脈粥樣斑塊的水平也很高,他們與其他健康人相比,腸道中代謝產物氧化三甲胺(TMAO)的水平明顯更高,但是這種差異不是由其他疾病或是飲食帶來的,唯一明顯不同的就是腸道微生物的組成 [7]。

TMAO 會抑制血液中膽固醇的降解,膽固醇堆積在血管壁上,粥樣斑塊慢慢形成,血管壁也變厚變硬了。在 2015 年時就有研究人員發現,給小鼠喂食苯甲酸二甲基氨基乙酯可以減少 TMAO 的產生,就算天天高脂飲食,小鼠出現斑塊的風險也大大降低(腸道微生物又上頭條了!看克利夫蘭診所在《cell》上的發文)。

但是話說回來,它們所證實的是腸道微生物通過代謝產物介導了動脈粥樣硬化的產生,這和這次的新研究還是有點不同的,因為研究人員使用統計學方法估計了腸道微生物是否通過一些已知的風險因素介導了對動脈硬化的影響,但結果出乎預料。

   他們一共評估了三種代謝物:TMAO、苯乙酰谷氨酰胺和能夠減輕代謝綜合征的抗氧化化合物 IPA,結果發現,TMAO 并沒有介導腸道微生物的作用,而另兩種倒是有一點微小的關系。除此之外,與腸道微生物多樣性有關的內臟脂肪 [8] 和胰島素抵抗 [9] 也沒有介導腸道微生物對動脈硬化的影響。同樣“折戟”的還有炎癥。

 

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   不過在炎癥方面研究人員提出,他們所使用的炎癥水平的標志物是 C 反應蛋白,這并不是唯一一個可以代表炎癥水平的標志物,還有很多被證明與心血管疾病的風險有關,比如白介素 - 6 和白介素 -18。而且在去年,抗炎藥物卡納單抗的臨床試驗也發現它可以將心血管疾病的發病風險降低 15%,所以腸道微生物對動脈硬化的影響是否是通過炎癥介導的還需要更多的研究。

最后,利用統計學方法,研究人員量化計算了在動脈硬化中,腸道微生物因素做出了多少“貢獻”。他們得到的結果是 8.3%,而胰島素抵抗 + 內臟脂肪兩個因素才“貢獻”了 1.8%,可見腸道微生物對動脈硬化的影響有多強大。

所以,研究人員認為可以得出結論:腸道微生物也應該成為一個獨立的心血管疾病的風險因素,那些不能由經典風險因素解釋的發病,或許可以交給微生物,像年輕人和女性,他們抽煙、肥胖的比例都比較低,符合的經典風險因素往往很少,所以問題說不定就是出在了腸道中。

   當然,研究人員也提出,研究只在白人女性中進行,所以還需要更多的研究將結論推廣到男性群體和其他種族中。而且,這還只是邁出了第一步,在精準治療的浪潮里,不準確地識別出一些與動脈硬化具有因果關系的腸道微生物,不提出些可行的“食療方案”怎么行呢?

   研究的通訊作者 Ana Valdes 博士表示,未來,腸道微生物可能會被用來預測心血管疾病的風險,并且通過益生菌、飲食或藥物來改善菌群以降低風險,比如說多攝入富含膳食纖維的飲食,這是目前已知的可以提高腸道中微生物多樣和有益菌豐度的一個方法 [10]。

編輯神叨叨

   腸道微生物治一切!(不是。)

參考資料:

[1] Weiss G A, Hennet T. Mechanisms and consequences of intestinal dysbiosis[J]. Cellular and Molecular Life Sciences, 2017, 74(16): 2959-2977.

[2] Li D Y, Tang W H W. Gut microbiota and atherosclerosis[J]. Current atherosclerosis reports, 2017, 19(10): 39.

[3] https://academic.oup.com/eurheartj/advance-article/doi/10.1093/eurheartj/ehy226/4993201

[4] Lam V, Su J, Koprowski S, et al. Intestinal microbiota determine severity of myocardial infarction in rats[J]. The FASEB journal, 2012, 26(4): 1727-1735.

[5] Lam V, Su J, Hsu A, et al. Intestinal microbial metabolites are linked to severity of myocardial infarction in rats[J]. PloS one, 2016, 11(8): e0160840.

[6] Gan X T, Ettinger G, Huang C X, et al. Probiotic Administration Attenuates Myocardial Hypertrophy and Heart Failure After Myocardial Infarction in the RatCLINICAL PERSPECTIVE[J]. Circulation: Heart Failure, 2014, 7(3): 491-499.

[7] Bogiatzi C, Gloor G, Allen-Vercoe E, et al. Metabolic products of the intestinal microbiome and extremes of atherosclerosis[J]. Atherosclerosis, 2018.

[8] Beaumont M, Goodrich J K, Jackson M A, et al. Heritable components of the human fecal microbiome are associated with visceral fat[J]. Genome biology, 2016, 17(1): 189.

[9] Caricilli A M, Saad M J A. Gut microbiota composition and its effects on obesity and insulin resistance[J]. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care, 2014, 17(4): 312-318.

[10] https://www.escardio.org/The-ESC/Press-Office/Press-releases/new-link-between-gut-microbiome-and-artery-hardening-discovered

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