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。遗传和环境因素会影响个体患病风险与严重程度,但微生物很可能也发挥关键作用,特别是在冠状动脉疾病(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促进CAD进展,但细菌的具体作用机制在很大程度上仍不明确。
科学家们正取得重要突破。本周在《mSystems》期刊上,首尔研究团队报告了与CAD相关的肠道微生物及其作用机制。"我们已超越识别'哪些细菌存在于肠道'的阶段,开始揭示它们在心脏-肠道连接中实际发挥的功能,"领导该研究的首尔成均馆大学三星先进健康科学与技术研究所基因组学家金汉娜博士表示。
研究团队采用宏基因组测序技术,对比分析了14名CAD患者与28名健康人群的粪便样本。该技术可完整解析样本中的全部DNA,并用于重建单个微生物的基因组。通过基因组重建方法,金汉娜及其合作者鉴定出15种与CAD相关的细菌种类,以及连接肠道微生物与疾病进展的代谢通路。
"我们的高分辨率宏基因组图谱显示功能发生显著转变:趋向炎症与代谢失衡、保护性短链脂肪酸生产者(如普氏粪杆菌)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。"
金汉娜博士,成均馆大学三星先进健康科学与技术研究所基因组学家
值得注意的是,基因组层面分析表明友好细菌的菌株可能转化为有害类型。金汉娜指出,通常被归类为有益健康的微生物(包括嗜黏蛋白阿克曼菌和普氏粪杆菌),其功能作用会因来源肠道健康状态而产生差异。
该研究同时揭示了微生物与疾病进展关联的复杂性。先前研究发现某些毛螺菌科物种水平降低与CAD相关,但新研究显示其他类型水平反而升高。金汉娜表示:"毛螺菌科可能是肠道中的'化身博士'"。部分细菌种类在人群中减少,而另一些则在CAD患者中激增。"当前最大未解之谜是:哪些菌株是治愈者,哪些是麻烦制造者。"
金汉娜表示,下一步将整合微生物信号与遗传及代谢组学数据,更精准绘制心脏病的因果通路。研究团队的终极目标是设计基于精准医疗的干预措施,将微生物信息转化为预防心血管疾病的实用工具与策略。
预防领域被金汉娜视为减轻全球心脏病负担的最有希望前沿。微生物疗法或将助力开发基于粪便的筛查方案,或通过营养干预恢复有益菌群、阻断有害代谢通路。
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