冠心病长期被视为“胆固醇的疾病”,但越来越多的证据表明,肠道菌群正悄悄参与其中。2023 年发表在 Science Bulletin 的复旦大学葛均波与郑妍团队的综述,总结了“菌群–代谢–免疫–血管”四层交互网络如何影响冠状动脉粥样硬化(CAD)的发生与进展,为我们重新理解心脏健康提供了全新视角。
健康的肠道微生态系统以厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为主,两者比例维持在动态平衡。但在 CAD 患者中,这一比例往往被打破:产短链脂肪酸(SCFAs)的厚壁菌减少,而蛋白杆菌和放线菌比例上升,伴随血脂异常——LDL 升高、HDL 降低。这种菌群失衡(dysbiosis)不仅是“结果”,也可能是“起点”。
图1|肠道菌群与冠心病的多层级相互作用模型
Figure 1. The role of the gut microbiome in coronary artery disease.
Gut dysbiosis alters lipid metabolism, inflammatory signaling, and vascular integrity through microbial metabolites (SCFAs, TMAO, bile acids) and immune pathways.
研究指出,三大类肠源代谢物构成了“微生物–动脉沟通语言”:
① 短链脂肪酸(SCFAs):由膳食纤维发酵生成,包括乙酸、丙酸和丁酸。它们能激活 GPR41/GPR43 受体、抑制 HDAC,进而调节免疫细胞活性,减少炎症因子产生。SCFAs 还能抑制胆固醇转运、改善胰岛素敏感性,被认为是血管的“天然保护屏障”。
② 三甲胺氧化物(TMAO):由肠菌将膳食胆碱和肉碱代谢为三甲胺(TMA),再经肝脏氧化生成。TMAO 能抑制胆固醇逆转运、增强血小板活性、加速粥样斑块形成。血浆 TMAO 水平越高,心肌梗死与卒中风险越大。
③ 次级胆汁酸(Bile acids):由初级胆汁酸经菌群代谢生成,可通过 FXR、PXR、TGR5 等受体调控脂质代谢和炎症反应。它们既能抑制巨噬细胞炎症,又能参与胆固醇代谢平衡。
与此同时,肠源炎症信号也是冠心病的催化剂。肠道菌群紊乱使脂多糖(LPS)渗入血液,通过 TLR4–NF-κB 通路诱导慢性炎症,破坏血管内皮屏障。而 SCFAs 则能通过 MAPK 与 NF-κB 抑制通路降低促炎细胞因子(如 IL-6、TNF-α)表达,从而形成炎症与抗炎的动态平衡。
换句话说,冠心病的形成不再是“胆固醇堆积”,而是一场微生物信号与免疫反应的长期拉锯战。
表1|肠源代谢物、受体与动脉粥样硬化效应速览
| 代谢物 | 主要受体/通路 | 心血管效应 | 菌群主要来源 |
|---|---|---|---|
| SCFAs | GPR41/43, HDAC 抑制 | 降脂、抗炎、稳定血管内皮 | Faecalibacterium, Roseburia |
| TMAO | FMO3, MAPK/NF-κB 激活 | 促血栓、加速粥样硬化 | Klebsiella, Streptococcus |
| 胆汁酸 | FXR, PXR, TGR5 | 调脂与抗炎双重作用 | Clostridium, Bacteroides |
| LPS | TLR4/NF-κB | 慢性炎症、内皮功能障碍 | 革兰阴性菌 |
论文还强调了宿主免疫系统与菌群的双向调节。肠道菌群调控肠上皮 Toll 样受体(TLRs)的表达,进而影响免疫稳态。适度菌群刺激可训练免疫系统维持平衡,而过度激活则引发系统性炎症。补充 Bacteroides vulgatus 与 B. dorei 等菌株可降低 LPS 水平、抑制动脉炎症,提示“菌群干预疗法”可能成为未来冠心病管理的新策略。
精准营养与基因–菌群互作的前景
作者团队提出,未来冠心病防控的关键是将菌群特征纳入个体化营养模型。不同人群在饮食偏好、基因多态性与菌群组成上的差异,决定了同样的饮食可能产生截然不同的代谢结果。例如,Prevotella copri 丰富的人群从地中海饮食中获益更大,而高红肉摄入者若菌群以 Klebsiella 为主,则更易积累 TMAO。
这一观点标志着“精确营养(precision nutrition)”时代的到来:医生不再仅问“你吃什么”,而要了解“你的菌群如何吃”。
最终,论文将冠心病描绘为一个“生态性疾病”:微生物、代谢物、免疫与血管共同组成了一个动态平衡网络。当菌群失衡时,代谢与炎症双重失控,动脉便成为受害者。
未来,冠心病的防治也许不止依靠降脂药与支架,更要通过重建健康的肠道微生态来恢复心血管的系统稳态。
参考文献
Dai Y., Sun Z., Zheng Y., Ge J. (2023). Recent advances in the gut microbiome and microbial metabolites alterations of coronary artery disease. Science Bulletin. https://doi.org/10.1016/j.scib.2023.03.009
本文所用图片均为文献内Figure
来源: 合康谱精准医学科普基地
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