全球每年约有2000万人死于心血管疾病,这是世界范围内的首要死因。遗传和环境因素影响个体患病风险与严重程度,但微生物可能也发挥关键作用,尤其在冠状动脉疾病(CAD)的发展过程中。近期研究表明,肠道微生物群通过多种途径参与CAD的进展,但细菌的具体贡献大多尚未明确。
不过,科学家们正取得突破。本周在《mSystems》期刊上,首尔的研究人员报告了与CAD相关的肠道微生物及机制。“我们已超越‘识别哪些细菌存在’的阶段,深入探究它们在心脏-肠道连接中的实际功能,”首尔成均馆大学三星健康科学与技术高级研究所的基因组学家金韩娜博士(Han-Na Kim, Ph.D.)表示,她领导了这项研究。
研究人员通过宏基因组测序比较了14名CAD患者与28名健康人的粪便样本,该技术可揭示样本中的全部DNA,并用于重建单个微生物的基因组。通过这种基因组重建方法,金韩娜及其合作者识别出15种与CAD相关的细菌物种,以及将肠道微生物与疾病进展相连接的代谢通路。
我们的高分辨率宏基因组图谱显示,功能发生显著转变:炎症反应加剧、代谢失衡,保护性短链脂肪酸生产菌(如普氏粪杆菌 Faecalibacterium prausnitzii)减少,以及与疾病严重程度相关的尿素循环等通路过度激活。
金韩娜博士,成均馆大学三星健康科学与技术高级研究所基因组学家
值得注意的是,基因组层面分析还表明,友好细菌的菌株可能转变为有害角色。通常被归类为对人体健康有益的微生物,包括粘蛋白阿克曼菌 Akkermansia muciniphila 和普氏粪杆菌 F. prausnitzii,其功能角色取决于它们源自健康还是疾病肠道,金韩娜解释道。
该研究还揭示了将微生物与疾病进展关联的复杂性。例如,先前研究发现某些毛螺菌科 Lachnospiraceae 物种水平降低与CAD相关,但新研究却发现其他类型水平升高。金韩娜表示,“毛螺菌科可能是肠道中的‘化身博士’。”某些细菌物种在患者体内减少,而其他物种则激增。“当前最大的未解之谜是哪些菌株是治愈者,哪些是破坏者。”
金韩娜指出,下一步是将这些微生物信号与基因组和代谢组数据整合,以更精确地绘制心脏病的因果通路。他们的更大目标是设计基于精准医学的干预措施,将微生物信息转化为预防心血管疾病的工具和策略。
金韩娜强调,预防是减轻全球心脏病负担最有前景的前沿。微生物疗法可发挥作用,例如优化基于粪便的筛查设计,或通过营养干预恢复有益细菌或阻断有害通路。
来源:美国微生物学会
参考文献:Lee, S., 等人 (2025). 宏基因组组装基因组揭示与冠状动脉疾病相关的微生物特征及代谢通路。《mSystems》。DOI: 10.1128/msystems.00954-25。
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