一项新研究表明，原本有益的肠道细菌变"坏"可能预示着心脏病风险。
专家们对肠道微生物如何影响心脏健康很感兴趣。
最近的一项研究已经确定了与冠状动脉疾病相关的可能细菌种类，以及关键的代谢途径、代谢产物、基因和特定细菌的功能差异。
这项研究可能为使用与肠道相关的策略来应对冠状动脉疾病铺平道路。
根据美国疾病控制与预防中心的数据，冠状动脉疾病是一种常见的心脏疾病，涉及心脏动脉中的斑块积聚。
关于可能涉及的因素（包括肠道微生物可能扮演的角色）的研究正在进行中。
最近发表在《mSystems》杂志上的一项研究检查了健康对照组和冠状动脉疾病患者的粪便样本，并发现了明显差异。
研究结果发现，考虑肠道细菌及其代谢物可能有助于识别冠状动脉疾病的风险。
这些发现还提供了更多关于肠道细菌如何影响冠状动脉疾病的见解，这可能导致专注于这种关系的心血管疾病治疗方法。
冠状动脉疾病：如何理解肠道细菌的变化
在当前的研究中，研究人员试图研究肠道微生物、功能途径和冠状动脉疾病之间的关系。
他们从康布克三星队列研究中选择了参与者。他们排除了具有某些风险因素的参与者，如癌症史或最近使用抗生素。
他们选择了14名冠状动脉疾病患者和28名对照组，并收集了每个人的粪便样本。三名参与者是女性，参与者的平均年龄约为53岁。
研究人员使用了一种称为宏基因组鸟枪法测序的技术来全面了解细菌和功能变化的差异。
没有参与这项研究的Vital Heart & Vein心脏病专家帕特里克·基(Patrick Kee)博士向《今日医学新闻》解释了更多关于研究方法的信息。基告诉我们：
"这种方法[宏基因组鸟枪法测序]不仅识别了存在哪些微生物，还重建了微生物群落的代谢潜力——这些微生物能够执行哪些生化途径[...]为了理解庞大的DNA数据，研究人员使用算法将相关片段分组为完整或近乎完整的微生物基因组，称为宏基因组组装基因组(MAGs)。"
研究人员在查看所有参与者的数据时识别出520种细菌种类。虽然两组的细菌多样性相似，但研究人员确实发现了15种细菌种类，它们在两组之间的数量存在显著差异。
促炎细菌增加
冠状动脉疾病组中七种细菌种类大幅增加，而与健康对照组相比，八种种类减少。
作者建议，冠状动脉疾病患者可能发生的转变之一是某些细菌增加，而产生短链脂肪酸的细菌种类减少。
数据还发现两组之间存在几种代谢途径的差异。一些途径富集，而其他途径则减少。
对这些途径有贡献的特定细菌各不相同。与对照组相比，冠状动脉疾病组在氨基酸和碳水化合物代谢方面也存在差异。
研究作者、韩国首尔成均馆大学(SAIHST)助理教授金韩娜(Han-Na Kim)博士向《今日医学新闻》解释道：
"我们发现的不仅是存在哪些细菌的差异，还有它们执行的生物功能的差异。[冠状动脉疾病]患者产生短链脂肪酸(SCFAs)的保护性微生物明显减少——这些分子有助于减少炎症并支持血管健康。相比之下，我们观察到尿素循环和L-瓜氨酸生物合成等微生物代谢途径的活性更高，这些途径与炎症和心血管压力有关。这些功能变化表明从平衡状态向促炎性肠道环境的转变。"
研究人员还识别出某些代谢物，即在代谢中产生或使用的成分，这些成分在两组之间有所不同。
一种代谢物肌苷(inosine)在冠状动脉疾病参与者中大幅增加，而另外两种在这种群体中显著降低。
冠状动脉疾病中"好"细菌变"坏"
研究人员试图了解考虑代谢物和细菌分类是否有助于使用一种称为随机森林分类模型的方法来识别冠状动脉疾病病例。
考虑这两个因素似乎有所帮助。对于考虑细菌种类的模型，金解释说："微生物特征显示出强大的预测性能[...]，表明当与既定的临床措施结合时，肠道微生物组数据可以有助于更好地理解心血管风险。"
使用宏基因组组装基因组(MAGs)，研究人员识别出冠状动脉疾病患者和对照组共有的细菌种类，以及仅在冠状动脉疾病组中存在的一些种类，以及仅在对照组中存在的一些种类。
某些代谢功能对冠状动脉疾病参与者的水平也更高，而其他代谢功能对对照组的水平更高。
该研究表明，冠状动脉疾病衍生的MAGs中的代谢特征与心血管问题和炎症性肠道细菌的异常变化(菌群失调)相关。
他们进一步确定了许多重要基因，这些基因在两组的MAGs中有所不同，甚至在相同类型的细菌中也存在功能特征差异。
"通过宏基因组组装基因组(MAG)分析，我们进一步发现，相同物种的细菌可以根据宿主的健康状况表现得非常不同，"金说。
"即使是传统上被认为有益的微生物，如阿克曼氏菌(Akkermansia)或粪杆菌(Faecalibacterium)，也显示出菌株水平的差异：一些携带与炎症或三甲胺(TMA)产生相关的遗传特征，这是一种与动脉粥样硬化相关的化合物，"研究人员详细说明。
这项研究的局限性是什么？
这项研究确实存在局限性。参与者已经是康布克三星队列研究的一部分，这可能会影响可用样本。
例如，这个样本都是23至77岁之间的成年人。由于这项研究是横断面的，它无法确定原因，研究人员强调需要长期研究。
研究人员还承认，虽然宏基因组鸟枪法测序有助于显示代谢潜力，但它仍然是一种有限的方法，未来的研究可以采用更直接的角度。
此外，研究人员仅包含在至少10%的样本中存在的微生物种类。因此，更稀有的细菌可能是未来研究的主题。
该研究通过韩国政府的拨款获得资助，主要论文没有具体说明研究资助者的参与情况。
基还指出了研究的几个局限性，强调：
- **"样本量小且缺乏种族多样性：" 42名参与者（主要是男性，只有14名冠状动脉疾病受试者）。受试者都是韩国人，他们有不同的遗传、饮食和环境因素，使得很难将来自这一种族群体的数据推广到其他人群。
- 单时间点设计： 冠状动脉疾病发展需要几十年，但本研究中的样本是在单一时点收集的，可能无法反映个体生命周期中肠道微生物群的历史变化。
- 缺乏代谢组学验证： 所有功能推断（途径转变、代谢物预测）都基于DNA丰度；没有进行宏转录组学或代谢组学验证，因此实际代谢活性未经证实。
- 明显的有利[预测性能]必须谨慎看待： 本研究基于一个极其小的基础，一项仅有42名受试者（只有14名冠状动脉疾病患者）的横断面研究，置信区间很宽（59-100%），表明过度拟合的风险很高。"
心脏健康和炎症的关键发现
本研究讨论了可能影响冠状动脉疾病的因素，从而确定了在降低心血管疾病风险方面的潜在目标区域。
考虑这些微小的微生物也可能有助于识别某人患冠状动脉疾病的高风险程度。
金指出：
"尽管我们的研究没有直接测试临床干预措施，但我们确定的微生物组成和功能途径与炎症和代谢压力密切相关，这是心血管疾病的关键机制[...]展望未来，进一步的研究应评估监测或调节肠道微生物组是否能改善心脏病的早期检测或风险分层。"
加州长滩医疗中心纪念医疗心脏与血管研究所心力衰竭外展项目主任、经委员会认证的心脏病专家凯文·沙阿(Kevin Shah)博士也对这一领域的未来研究感到兴奋。
沙阿告诉《今日医学新闻》："将肠道微生物组特征整合到心血管风险分析中的可能性对未来发展令人兴奋。"
"目前，我们的首要任务仍然是基于证据的干预措施，如运动和指南指导的医疗疗法，而研究界将在更大规模的前瞻性试验中进一步研究微生物组定向策略，"他补充道。
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