引言
心血管疾病(CVDs),包括心肌病、动脉粥样硬化、高血压和心力衰竭(HF),是全球主要的死亡原因,具有明显的巨大经济和健康负担(Mozaffarian等,2016年)。炎症、血脂异常、糖尿病、吸烟、肥胖和不良饮食习惯是常见的风险因素,可影响不同心血管疾病的启动和进展(Mozaffarian等,2016年;Zoungas等,2014年)。然而,这些风险因素无法解释不同患者中心血管疾病的可变结果。多项研究关注肠道-心脏轴及其在介导各种心血管疾病中的作用。基因组测序和宏基因组分析表明,肠道微生物群组成对心血管疾病有潜在影响(Karlsson等,2012年;Vinjé等,2014年)。越来越多的证据表明,肠道微生物群组成的调控会影响宿主心血管表型(Kootte等,2012年;Sirisinha,2016年)。作为多样而庞大的生态系统,肠道微生物群产生大量微生物代谢物(Eckburg等,2005年),这些代谢物可以被全身吸收(Krautkramer等,2017年),直接或间接地影响健康状况。
人类肠道微生物组包含超过10万亿种多样的微生物,包括细菌、原生动物、病毒、真菌和产甲烷古菌(Rinninella等,2019年)。四种主要的肠道细菌属包括Bacteroides、Firmicutes、Actinobacteria和Proteobacteria,它们支持平衡的微生物群(Dekaboruah等,2020年)。重要的是,出生后,肠道微生物组开始繁殖,其组成主要取决于不同的营养、遗传和环境因素。肠道微生物群的调控可以影响体内的各种功能,如代谢、消化、肠道通透性和免疫反应(Yatsunenko等,2012年)。
虽然肠道微生物群对完成许多生理过程(如大营养素的消化和维生素的合成)很重要,但肠道菌群失调在各种疾病的发展中起着重要作用。菌群失调与微生物丰富度和多样性降低以及有害/有益肠道微生物组比例增加相关。菌群失调还会导致肠道屏障完整性受损,有害细菌产物泄漏,触发全身炎症级联反应,并暗示可能增加包括心血管疾病在内的各种疾病的发展风险(Wang等,2022年)。具体来说,菌群失调与调节免疫细胞和促炎细胞因子的代谢物产生相关,从而促进动脉粥样硬化、血栓形成和心肌炎症的发展。其中一些与菌群失调相关的标志物可用于各种心血管疾病的诊断(Tonch-Cerbu等,2025年)。
有趣的是,通过饮食、益生菌、益生元、抗生素或粪便微生物群移植(FMT)对菌群失调进行调控,在预防和管理各种心血管疾病方面显示出令人鼓舞的益处(Ahmed和Al-Massri,2023年)。此外,心血管药物与人类微生物组之间的关系是另一个日益受关注的领域。新兴研究表明,一些心血管药物可以影响微生物组,使其丰度和多样性向健康状态的物种转变(Alhajri等,2021年)。药物也可能仅改变微生物转录组,影响胃肠道微生物群的代谢功能。反过来,肠道微生物组可能影响药物的代谢,从而影响其吸收或生物利用度,导致某些患者对某些药物的反应增强或减弱。例如,消除产生维生素K的细菌(如bacteriodes)可能会改变凝血状态,导致对华法林等抗凝药物的反应出现差异(Shearer和Newman,2008年)。
在本综述中,我们简要概述了肠道菌群失调对代谢紊乱以及各种心血管疾病的贡献,以及不同心血管药物对肠道菌群失调的影响,以及它们的生物利用度和作用如何也受到患者肠道微生物组的影响。我们还讨论了使用饮食、益生元、益生菌、FMT和微生物三甲胺(TMA)裂解酶抑制剂进行肠道微生物群调控在心血管疾病管理中的作用,以及将这些创新的微生物群疗法与当前药理学药物结合使用带来的额外益处。显然,肠道-心脏轴可以代表一个新靶点,可用于不同心血管疾病的诊断、预防和管理。
肠道微生物群与心血管健康
心血管疾病是全球主要的死亡原因,包括动脉粥样硬化、冠状动脉疾病(CAD)、动脉瘤、血栓形成、心肌病、心力衰竭、动脉高血压和脑血管疾病等多种疾病(Flora和Nayak,2019年)。血脂异常、炎症和糖尿病是常见的风险因素,可影响心血管疾病的出现和进展(Zoungas等,2014年)。除遗传因素外,环境因素如饮食和肠道微生物群也在心血管疾病的发展中扮演重要角色。
高血压
肠道代谢物在血压(BP)调节中起着重要作用,因此也影响高血压的发展倾向(Li等,2021年)。实验和临床研究表明,高盐摄入这一促高血压风险因子会耗尽肠道中的某些Lactobacillus菌种;而口服Lactobacilli可以预防盐敏感性高血压(Palmu等,2021年)。此外,动物研究表明,高盐饮食可以减少bacteroides fragilis。
肠道微生物群调控作为心血管疾病的新治疗策略
最近,逆转肠道菌群失调在心血管疾病的管理中显示出令人关注的结果,包括饮食干预、益生元和益生菌疗法、FMT、抗生素干预和三甲胺-裂解酶抑制剂。饮食、创新微生物群疗法、药理学药物和肠道微生物群在心血管疾病管理中的相互作用如图1所示。
心血管药理学药物与肠道微生物群之间的相互作用
肠道微生物群的改变与心血管疾病风险增加相关,包括动脉粥样硬化、血脂异常、高血压和心力衰竭(Tuteja和Ferguson,2019年)。重要的是,药物和肠道微生物群之间存在复杂的相互作用,这可能会影响宿主健康和所用药物的疗效(He等,2017年)。肠道微生物群可以通过多种方式影响药物代谢,包括表达激活或...
微生物群疗法与经典心血管药理学药物在各种心血管疾病中的联合方案
益生菌的使用已被证明可以通过肠道-心脏轴增强常规治疗在冠状动脉疾病中的作用,扩展这些管理选择以用于各种心血管疾病(Sun等,2022a),如表3中使用不同益生菌所展示的那样。
除他汀类药物外,益生菌在改善与冠状动脉疾病相关的症状方面也显示出有效性,其中益生菌优化肠道微生物群组成,增加其多样性并减少有害细菌的丰度...
心血管疾病中肠道微生物群调控的未来展望
肠道微生物组可作为预防和管理心肌代谢疾病及各种心血管疾病的治疗靶点。植物化学物质和其他膳食补充剂可被肠道微生物群利用,影响其多样性和产生的代谢副产品,从而影响疾病风险和进展,可能对所用药物产生影响(Carmody和Turnbaugh,2014年)。此外,使用来自健康人的益生元、益生菌或FMT...
结论
我们对宿主微生物群相互作用及其对心血管疾病进展和药物反应影响的当前理解仍然有限。患者的微生物组可能影响药物的药代动力学或药效学,影响患者对传统药物的反应。另一方面,这些药物可能影响肠道微生物群的多样性和组成。所有这些因素都可能影响不同心血管疾病的管理和其进展风险。重要的是,调控肠道微生物群可以为心血管疾病的管理提供新的方法,有望改善患者的预后和生活质量。
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