科学家鉴定了心肌梗死、心绞痛和心力衰竭患者肠道细菌的不平衡

人体肠道含有数万亿的细菌，统称为肠道微生物群，它们对人体健康可能有积极和消极的影响。当它们处于平衡状态时，它们就像一个内部化学工厂，产生大量促进健康的化合物。然而，不健康的生活方式——不良饮食、吸烟、缺乏体育活动或疾病——可能会破坏这种平衡，导致微生物组产生化合物，可能在遗传风险高的人群中引发多种非传染性慢性疾病，包括心肌梗死、心绞痛或心力衰竭。

科学家们已经发现，慢性心脏病患者的肠道微生物群发生了改变。他们随后确定了由患病微生物组产生的化合物，例如一种叫做三甲胺(TMA)的细菌化合物，在人类宿主的肝脏中经过修饰后会导致动脉硬化。

然而，这些肠道微生物组改变的发现受到了挑战，因为它们是在对服药患者的研究中实现的。心脏病患者被给予几种不同的药物，每一种都可以改变肠道微生物群。因此，目前尚不清楚是药物还是心脏病本身导致了心血管疾病患者肠道微生物群的紊乱。

更复杂的是，心脏病通常与早期超重和2型糖尿病同时发生，这两种疾病的特征也是破坏肠道微生物群。因此，肠道微生物群失衡是否是心脏病本身的一个特征还有待证明。

心脏病会引起肠道微生物群的严重紊乱

为了回答这些关键问题，一个欧洲研究人员联盟在2012年建立了欧盟资助的MetaCardis研究项目，以调查肠道微生物在心脏代谢疾病中的作用。哥本哈根大学的Oluf Pedersen教授是主要研究人员之一，他和他的同事们在杂志上发表了该联盟的发现自然医学。

在哥本哈根大学诺和诺德基金会基础代谢研究中心(CBMR)进行的这项研究中，研究人员说:“我们采用了一种研究设计，反映了心脏病随着时间的推移而发生和升级的情况，取代了对肠道微生物群的纵向研究，否则，考虑到动脉硬化症状的出现和心脏病的诊断需要50-60年的时间，这种研究是不可能进行的。”

研究人员从丹麦、法国和德国招募了1241名中年人，其中包括健康的人、患有肥胖症和2型糖尿病但没有心脏病诊断的人，以及患有心肌梗死、心绞痛或心力衰竭的患者。研究人员量化了大约700种不同的细菌，并估计了它们在肠道微生物组中的功能，并将这些发现与血液中循环的1000多种化合物进行了比较，其中许多化合物来自肠道化学工厂。

“我们发现，这些肠道细菌和血液化合物中约有一半是通过药物治疗改变的，与心脏病或心脏病诊断前发生的糖尿病或肥胖等早期疾病阶段没有直接关系，”Oluf Pedersen教授说。

“在剩下的一半人中，大约75%的肠道微生物群紊乱发生在超重和2型糖尿病的早期疾病阶段，在患者注意到任何心脏病症状的许多年前。”

然而，早期微生物组的变化在心脏病患者中持续存在，这些患者在肠道微生物组的组成和功能方面表现出特定的与心脏病相关的改变。无论是在早期代谢紊乱阶段，还是在诊断为心脏病的晚期，患病微生物组的特征都是细菌细胞和细菌能力的丧失。此外，患者表现出一种转变，即产生短链脂肪酸等促进健康化合物的细菌种类减少，而产生某些膳食氨基酸、胆碱和左旋肉碱代谢的不健康化合物的细菌种类增加。对血液化合物的分析反映了肠道微生物群的不平衡。

植物性饮食和能量控制饮食会有所帮助

三种心脏疾病之一的急性心肌梗死患者的肠道微生物组和血液化合物变化的发现，在以色列的一项研究中得到了验证和扩展，该研究发表在同一期的《自然医学》(Nature Medicine)上。

“现在很清楚，心脏病患者的肠道微生物群出现了重大紊乱，这些变化可能在心脏病症状和诊断出现前很多年就开始了。这些微生物群的变化不能用药物治疗来解释，”Oluf Pedersen说。

这些研究的主要局限性是研究人员报告的是关联，而不是对其观察结果的因果解释。然而，Oluf Pedersen教授强调，在过去十年中，一些针对特定微生物组衍生化合物的细胞和动物实验——就像目前研究中确定的那些——已经证明了不平衡的肠道微生物组如何在心脏病的发展中发挥作用。

“对人类和啮齿动物的干预表明，在心脏病发展的不同阶段，不平衡的肠道微生物群可以通过食用更多的植物性和能量控制的饮食、避免吸烟和坚持日常锻炼来改变和部分恢复。现在是时候将肠道微生物组作用的累积证据转化为更有针对性的公共卫生举措，试图预防或延迟与心脏病相关的发病率和死亡率，”正在根托夫特大学医院继续研究的Oluf Pedersen教授说。