揭示中國心臟冠狀動(dòng)脈粥樣硬化患者的腸道微生物特征
中國學(xué)者宏基因組學(xué)研究獲突破
[中國經(jīng)濟(jì)新聞聯(lián)播訊 記者易全]由深圳華大生命科學(xué)研究院、深圳國家基因庫、中國人民解放軍總醫(yī)院何昆侖團(tuán)隊(duì)和廣東省人民醫(yī)院鐘詩龍團(tuán)隊(duì)的研究人員組成的研究團(tuán)隊(duì)，10月10日完成了首個(gè)中國人群的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化患者（Atherosclerotic Cardiovascular?Disease，ACVD）的宏基因組研究項(xiàng)目。
據(jù)介紹，該項(xiàng)目是迄今為止冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的宏基因組領(lǐng)域最大樣品量研究，研究揭示了冠狀動(dòng)脈粥樣硬化患者人群與正常人群的腸道微生物組成及其差異。此外，研究還首次展示了糖尿病、肥胖、肝硬化、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和冠狀動(dòng)脈粥樣硬化這些代謝和免疫異常疾病的腸道微生物組成的共性和特異性，并為代謝綜合征、心血管疾病和免疫的交互作用提供解析。其最新研究成果發(fā)表于《Nature Communication》。
心血管和代謝類疾病統(tǒng)稱為心臟代謝疾病（cardiometabolic diseases ,CMD），包括胰島素抵抗、高胰島素血癥、血脂紊亂、纖溶系統(tǒng)異常、肥胖、糖尿病、高血壓、微血管性心肌缺血和冠心病等。CMD有較高的發(fā)病率和死亡率，且醫(yī)療成本越來越高。先前的研究表明，腸道細(xì)菌能夠影響血小板的功能，從而增加心臟病發(fā)作和中風(fēng)等血栓相關(guān)疾病的風(fēng)險(xiǎn)。 腸道細(xì)菌代謝人體攝入的膽堿，磷脂酰膽堿和L-肉堿，產(chǎn)生三甲胺（TMA），TMA在肝臟中被氧化為三甲胺-N-氧化物（TMAO）。近年來的臨床研究表明，高水平的TMAO會(huì)增加動(dòng)物模型罹患動(dòng)脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也與人患心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。抑制與腸道微生物相關(guān)的TMAO的產(chǎn)生，已被證明是治療動(dòng)脈粥樣硬化的有希望策略。細(xì)菌DNA也在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中被檢測(cè)到。然而，之前的研究只分析了少量心血管疾病患者的糞便樣本，沒有對(duì)心臟代謝疾?。–MD）這一主要群體進(jìn)行大型的宏基因組學(xué)關(guān)聯(lián)研究，阻礙了對(duì)腸道菌群扮演角色的進(jìn)一步了解。
為了對(duì)腸道菌群的組成、功能與心血管疾病的相關(guān)性進(jìn)行系統(tǒng)研究，研究人員對(duì)218位動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病患者和187位健康對(duì)照人群的糞便樣本開展宏基因組關(guān)聯(lián)研究，并對(duì)來自其他疾病組（糖尿病、肥胖、肝硬化、類風(fēng)濕）的845個(gè)樣品和本次研究的405個(gè)樣品的腸道微生物進(jìn)行橫向比較分析。
通過分析，研究人員發(fā)現(xiàn)ACVD患者的腸道微生物的組成和結(jié)構(gòu)與健康人存在顯著差異。冠狀動(dòng)脈粥樣硬化患者有三個(gè)簇的微生物豐度增加明顯，以腸桿菌科、口腔來源菌（如鏈球菌）、梭菌為代表。這些微生物的增加明顯地抑制了一些富集于健康人群腸道內(nèi)的有益菌（如柔嫩梭菌），而且鏈球菌豐度的變化和血壓呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，腸桿菌科的豐度變化和心肌指標(biāo)呈正相關(guān)。為了更進(jìn)一步研究，研究人員構(gòu)建了僅基于47個(gè)腸道微生物的中國動(dòng)脈粥樣硬化患者風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型，其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分效能可高達(dá)86% 。
本研究項(xiàng)目是國際上首次大規(guī)模的動(dòng)脈粥樣硬化患者的腸道微生物調(diào)研，旨在研究亞洲人群腸道微生物在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生中的作用和分布。文章第一作者揭著業(yè)表示：“口腔菌在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化病人中的大量富集讓人很意外，除部分微生物，大部分差異微生物在本研究中被首次報(bào)導(dǎo)。此外，心血管疾病一般伴隨糖尿病、肥胖等代謝癥，他們（心臟代謝疾病，CMD）互為危險(xiǎn)因素，我們發(fā)現(xiàn)他們?cè)诰荷瞎蚕碓S多一致性的差異微生物，比如CMD病人富集的鏈球菌等，而且富集在CMD疾病上的微生物的功能也相似，特別是能量代謝相關(guān)的通路，比如磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)、氨基酸轉(zhuǎn)移系統(tǒng)等。然而微生物也能很好地區(qū)別不同的CMD疾病。這些都在一定程度上，從菌群的角度，解析CMD之間的共性和特異性。”
此項(xiàng)研究為以后同類研究帶來了良好開端，為大規(guī)模開展冠心病等代謝性疾病的腸道微生物研究提供了詳實(shí)的參考數(shù)據(jù)和結(jié)論，也為相關(guān)疾病的預(yù)防、診斷和治療提供出新機(jī)遇。
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