肠道微生物:炎症-动脉僵硬关系的第三个参与者

目前,对动脉僵硬度的临床测量日益增加,这是由于多项研究表明动脉僵硬度对心血管(CV)事件具有预测价值。通过颈动脉-股动脉脉搏波速度(PWV)测量或动脉硬度通常被认为是早期血管老化的指标,例如,在测量之前,整合所有对动脉壁造成的损伤,以响应众所周知的CV风险因素或其他CV风险因素,如炎症和氧化应激。PWV的测量已被2013年欧洲高血压学会-欧洲心脏病学会高血压管理指南和欧洲心血管疾病预防学会第六联合工作组推荐用于检测动脉硬化并重新将处在中等风险的患者分类为更高或更低的CV风险。尽管在过去十年中已经发表了大量关于动脉僵硬的流行病学,病理生理学和药理学的证据,但仍有一些问题悬而未决,例如不仅降低血压,更可以降低动脉硬度的治疗可能性,像改变生活方式。事实上,动脉僵硬和慢性低度炎症之间的关系已得到很好的证实,可以通过已知在炎症和自身免疫疾病中起主要作用的肠道微生物组的作用来解释。

Menni等人的研究结果为肠道微生物组成和动脉僵硬度之间的关系提供了重要的贡献。他们研究了617名参加TwinsUK登记处的中年妇女,这是一个成年双胞胎登记的国家登记册,登记者作为志愿者且没有任何特定的疾病或特征。他们根据颈动脉-股动脉PWV的金标准测量确定了主动脉僵硬度。微生物群分析包括微生物组组成和多样性。他们另外确定了已知由肠道微生物组产生并影响CV风险的特定代谢物的循环血清水平:苯乙酰谷氨酰胺,三甲胺氧化物(TMAO)和吲哚丙酸酯(IPA)。主要发现动脉硬度与肠道微生物组多样性以及特定微生物类群的丰度呈负相关。调解分析得出的结论是,肠道微生物组成对PWV的影响仅由C反应蛋白(CRP),HOMA指数,内脏脂肪和传统危险因素微弱介导。

事实上,这项研究的一个主要优势是所有分析都针对大量变量进行了调整,不仅包括该群体中PWV的三个主要决定因素[年龄,平均血压(MBP)和体重指数(BMI))],以及其他已知影响PWV的参数,在横断面研究中很少见,如饮食成分和社会剥夺。特别是,在调整四类混杂因素后,PWV与肠道微生物组成之间的关系依然显著。四类因素分别是:(i)生活方式风险因素,如吸烟/酗酒习惯,身体活动,坚持地中海饮食,社会经济地位, 和质子泵抑制剂(PPI)和抗生素的使用; (ii)传统的心血管危险因素,如10年ASCVD(动脉粥样硬化性心血管疾病)风险评分; (iii)炎症标志物,如CRP; (iv)代谢因素,如内脏脂肪量和胰岛素抵抗。

Menni等人的研究结果是令人振奋的,因为作者在他们的引言中指出,动脉僵硬度与传统危险因素的相关性很微弱甚至无关。但这不包括年龄和MBP,因为年龄和MBP可以解释一般人群中PWV变化的50%。作者观察到微生物组因子解释了PWV变化的4.1-8.4%,而ASCVD评分,HOMA指数和内脏脂肪一起解释了PWV变化的5.51-11.24%。这些数字是在调整年龄,MBP和BMI后获得的。

不幸的是,作者没有详细说明由年龄,MBP和BMI一起解释PWV变化的百分比。尽管如此,令人印象深刻的是微生物组相关变量能够解释PWV变化的4-8%,因此捕获了一种新的CV风险来源,超出了经典风险因素,大多数情况下从机械学角度来看无法解释。作者假设导致低度炎症的慢性内毒素血症,可能是缺失的环节。过量的膳食脂肪摄入似乎是最有可能损害肠道屏障功能和诱发内毒素血症的饮食成分。然后许多细菌成分能够激活先天性和适应性免疫应答,这可能引发葡萄糖和脂质代谢的改变,以及肥胖和高血压,具有促动脉粥样硬化作用。

在未来的机械研究中,应探讨这些机制如何影响动脉机械性能,而不考虑经典的心血管危险因素(见思维导图)。

肠道微生物组和动脉硬度:可能的潜在机制。

尽管Menni等人的研究结果为这一难题增添了重要内容,但仍有许多方面需要澄清。在这项研究中没有测量到内毒素血症的标志物;此外,CRP作为低度炎症标志物,仅对PWV与微生物组相关变量之间的关系产生轻微影响;并且,还没有探讨膳食脂肪的作用。作者已经充分讨论了该研究的其他局限性,包括中年白人女性状态,粪便样本采集和PWV测量之间的延迟,以及研究的横截面性质。此外,该研究的一个显著特点是它包括双胞胎。然而,尽管在统计学调整中考虑了家庭相关性,但似乎遗传成分对动脉僵硬度的影响尚未通过其本身或通过其与微生物组组成的相互作用进行分析。最后,重要的是要强调其他研究没有发现CV相关变量之间的关联,例如终生CV风险和微生物组多样性,或发现与不同细菌类群的丰度相关联。在与微生物组相关的变量中,与心血管事件的最强关联可用于TMAO,其在本研究中似乎不影响PWV。

总之,Menni等人的研究为正在进行的关于动脉僵硬和炎症之间关系的研究提供了有价值的贡献。作者证明,通过肠道微生物组的表征可以捕获CV风险的一部分,而这种风险并不是经典风险因素所解释的。这些数据表明,肠道微生物组可以作为炎症-僵硬关系中的第三个参与者。

原文:Laurent, S., & Bruno, R. M. (2018). Gut microbiome composition, a third player in the inflammation–arterial stiffness relationship. European Heart Journal, 39(25), 2398–2400. doi:10.1093/eurheartj/ehy300





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