背景
心血管代谢性疾病是西方国家发病率和死亡率的主要原因之一，在低收入和中等收入国家呈上升趋势。膳食摄入是心脏代谢健康和微生物群组成的主要决定因素之一。众所周知，肠道微生物群在包括高血压、糖尿病和肥胖在内的心脏代谢疾病的发生中发挥着重要作用。这被认为与肠道微生物群调节炎症、胰岛素敏感性和血脂水平的能力有关，并被假设是由微生物产生的特定代谢物 (如短链脂肪酸 (SCFAs)、次级胆汁酸、苯乙酰谷氨酰胺和三甲胺-氧化)介导。
简介
2023年10月9日，来自印度理工大学的Tarini Shankar Ghosh和Ana Maria Valdes在BMJ (IF: 105.7)发表名为Evidence for clinical interventions targeting the gut microbiome in cardiometabolic disease的研究[1]。
研究亮点
1、肠道微生物群影响心血管代谢风险，作为代谢变化的感受器，并通过其代谢产物作为这些变化的调节剂和翻译。
2、肠道微生物群可以通过不同类型的饮食和膳食补充干预进行调节，包括益生菌、益生元和合生元的干预
3、超过70%的临床干预研究发现，心脏代谢特征有显著改善，但只有63%的研究报告了肠道微生物群的变化
4、益生元干预最有可能导致肠道微生物群组成的变化，其次是饮食干预，然后是益生菌干预。
5、单一菌株和多菌株益生菌和合生素干预之间的心脏代谢结果或肠道微生物群相关结果的变化没有差异。
主要结果
肠道微生物群的三个方面
定义“健康”的肠道微生物群仍然具有挑战性。然而，人们提出了以下定义：健康的肠道微生物群是指能够成功地维持长期稳定，抵抗侵袭性感染，为宿主提供必需的营养物质，如维生素和发酵副产物，并帮助维持宿主代谢和免疫稳态的微生物群。
我们可以将肠道微生物群视为人体的一个外部可改变的器官 (图1)，其对人体健康的功能作用有三个方面。首先，肠道微生物群作为传感器，能够检测人体肠道的生理或环境变化，并对这些变化做出反应。一个例子是肠道微生物对过量膳食脂肪做出反应而产生的大量次级胆汁酸。其次，肠道微生物群可以直接影响宿主的生理状态，起到调节作用。这方面的例子包括短链脂肪酸 (SCFAs)的产生，这是一类减少促炎细胞因子产生的微生物代谢物。此外，它还会影响肠道和血液中胆汁酸的水平和类型。这些胆汁酸可调节胆汁酸受体 (或法尼醇X受体)的活性，而胆汁酸受体在肝脏中表达，并调节脂质和糖代谢。肠道微生物群受损和失调会增加肠道微生物产生次级胆汁酸、吲哚和其他分子 (如苯乙酰谷氨酰胺和氧化三甲胺)。这些分子可以作为检测宿主心脏代谢疾病风险的诊断靶点。通过这种方式，肠道微生物群既是“传感器”又是“调节器”。
图1. 肠道微生物群对人体生理的作用机制，饮食干预的例子及其通过特定微生物代谢物对心脏代谢结果的影响
针对肠道微生物群的干预措施
在研究的不同类型的心脏代谢区域 (肥胖、心血管疾病、代谢综合征、肝病等)中，报告临床结局显著改善的研究比例没有差异 (图2)。与使用饮食或益生元干预的研究相比，益生菌干预研究 (单菌株和多菌株制剂)报告肠道微生物群发生显著变化的可能性显著较低 (图2)。基于益生菌的预防措施的一个关键局限性已经得到强调，即益生菌制剂中的细菌倾向于无法在宿主肠道内形成细菌菌落。我们在此分析的干预性研究证实了这一点。
图2. 肠道微生物群改变对心脏代谢指标影响的研究综述
结论及展望
结直肠癌的微生物环境目前有大量证据评估益生元、合生元、益生菌补充剂或其他饮食干预措施的效果，这些干预措施旨在通过靶向肠道微生物群改善心脏代谢结局。尽管大多数研究报告了一项或多项心脏代谢特征的显著改善，但针对心血管或器官特定疾病 (如动脉粥样硬化、高血压和非酒精性脂肪性肝病)的此类干预措施的数量相当有限，而不仅仅是肥胖。也存在明显的地理差异，特别是在南亚和非洲的试验很少。我们的分析表明，益生菌干预措施在改善微生物群方面的效果不如饮食干预或益生元等更广泛的干预措施，这些干预措施同时针对更广泛的营养素和肠道微生物的多个谱系。这可能部分是因为宿主肠道的微生物群对新的治疗菌株的定植具有抵抗力。在这种情况下，来自宿主肠道微生物群的益生菌可能是有希望的替代方案。尽管存在这些矛盾，但整体上较高的有效干预率表明，通过各种干预措施来靶向肠道微生物群可以调节宿主对多种疾病的反应，如代谢综合征、肥胖和2型糖尿病。
目前在结局和研究设计方面缺乏一致性，这仍然是在肠道微生物群中识别特定治疗靶点或靶标转导模块的一个挑战。它还强调了对机制标志物 (如与心脏代谢风险密切相关的各种微生物代谢物)达成共识的必要性。因此，为了制定这一领域急需的实践指南，我们需要设计良好的大规模研究，包括旨在回答特定心脏代谢问题的微生物群功能变化的生物标志物，以及用于研究肠道微生物群的中介或转化作用等方面的统一和整合的数据驱动方案。
原文链接
https://www.bmj.com/content/383/bmj-2023-075180
参考文献
1.Ghosh Tarini Shankar,Valdes Ana Maria,Evidence for clinical interventions targeting the gut microbiome in cardiometabolic disease.[J] .BMJ, 2023, 383: e075180.
转自：“生物医学科研之家”微信公众号
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