慢性肾脏疾病中的肠道微生物群研究：机会、陷阱和治疗潜力

背景

在过去的6年里，人们对肠道微生物群失调及其与慢性肾脏疾病 (CKD)的发生和发展的潜在关联的兴趣显著增加。与此同时，随着越来越多的人认识到宿主相关因素和环境因素的重要性，微生物群领域已经相当成熟。过去在CKD背景下的研究结果没有充分考虑该疾病特有的无数混杂因素。肠道微生物群源性代谢产物仍然是降低尿毒症 (心脏)毒性的一个有趣的治疗靶点。然而，未来关于膳食和生物干预作用的研究将需要协调相关数据，以便能够深入了解潜在的有益机制。整个微生物群分析工作流程中的高质量标准对于获得可靠和可再现的结果也至关重要。重要的是，仅研究肠道细菌的相对组成和丰度及其与血浆尿毒症毒素水平的潜在关联是不够的。与其他领域一样，通过依赖混杂因素控制的定量微生物分析、鸟枪宏基因组学和微生物与宿主微生物相互作用的体外模拟，对患者肠道微生物群进行深入定量和功能性探索的时候到了。这一步骤对于合理选择和监测膳食和生物干预策略至关重要，可作为CKD的个性化干预措施。

简介

2022年11月10日，来自比利时鲁汶大学里加学院的Hubert Krukowsk及其团队在NATURE REVIEWS NEPHROLOGY (IF: 42.439)杂志上发表名为Gut microbiome studies in CKD: opportunities, pitfalls and therapeutic potential的研究[1]。

研究要点

1、目前的肾脏替代疗法不足以清除蛋白质结合的尿毒症毒素。需要探索新的疗法或干预措施，以减少慢性肾病 (CKD)患者尿毒症毒素的累积。

2、对CKD患者肠道微生物群组成的研究已进行了10多年，但尚未建立全球标准化方法，随着技术的进步，新的技术正在不断实施。

3、任何针对CKD患者的微生物学研究都应包括一个明确定义的无CKD组 (对照组)，该组在年龄、体重指数、潜在共病和药物使用方面应尽可能匹配。

4、CKD患者的特征和饮食会影响采样时的微生物群组成。因此，在分析肠道微生物群特征时，必须考虑饮食、转运时间和药物使用。

5、关于膳食干预对肠道微生物群组成的影响和改善肾脏健康的最新研究表明，膳食干预有可能改变肠道微生物群组成和尿毒症毒素的产生。

6、目前，尚无能够改善肾功能的干预策略。方案的标准化和优化应该导致并加速发现新的干预方法，同时也改善肾功能。

主要结果

靶向CKD中的尿毒症代谢物

与蛋白质同化 (即蛋白质消化、代谢和吸收)主要发生在小肠的健康人群相比，CKD患者 (无论是否接受透析)的蛋白质同化受损，进入结肠的未消化或未吸收蛋白质水平升高。这种改变创造了有利于蛋白水解细菌物种的营养条件。在结肠的远端部分，膳食氨基酸和内源性氨基酸如酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸用于细菌生长或进一步代谢成各种终代谢物如酚和吲哚 (图1)。尽管早期体外证据已经表明肠道细菌可以产生尿毒症毒素前体，但2011年的一项研究通过比较接受血液透析 (伴有或不伴有结肠切除术)的患者血浆中的pCS和IxS等已知尿毒症 (心脏)毒素的浓度，证明了它们的结肠来源。随后使用液相色谱-质谱联用技术进行的非靶向代谢组学确定了46种结肠源性尿毒症代谢产物。

图1. 肠-肝-肾轴

CKD患者的生物干预

如上所述，CKD相关的蛋白质同化损伤鼓励了以蛋白质摄入受限为特征的膳食干预，以减少可能用于尿毒症毒素合成的蛋白质底物的浓度。然而，生物干预可能会使CKD诱导的生物失衡正常化，降低蛋白水解细菌的活性或存在，同时增加糖分解的细菌的活性或存在。

粪便微生物群移植在CKD中的应用

除了饮食和生物干预措施外，粪便微生物群移植 (FMT)涉及将健康供体的粪便输注至受体患者的胃肠道，该方法可能提供了一种调节CKD患者肠道微生物群的额外策略。

结论及展望

自2007年人类肠道微生物群项目启动以来，我们对人类肠道微生物群的了解有了长足的进步。这一进展主要是由技术进步和越来越关注更大和更明确的队列、控制良好的研究设计和广泛的元数据收集推动的。这些改进使人们对越来越多的人类疾病和病症中肠道微生物群的组成和功能性质变化有了新的认识，包括CKD中的肠道生物失调及其与作为CVD风险因素的尿毒症毒素产生的联系。尽管宏基因组学极大地提高了我们对健康和疾病中宿主微生物群关系的认识，并将塑造未来评估临床诊断和治疗结果的方法，但该领域需要超越相关性和关联性，以实现临床突破。这一目标要求在控制良好的模型中研究和操纵社区成员和宿主之间的大量复杂相互作用，这是制定预防或减缓CKD及其相关共病进展的干预策略的关键前提。

原文链接

https://www.nature.com/articles/s41581-022-00647-z

转自：“生物医学科研之家”微信公众号

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