腸道微生物群在血栓形成及心腦血管疾病中的研究進(jìn)展*

曹楊琳，楊劍峰，何 楊(蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院，江蘇省血液研究所，江蘇蘇州 215006)

腸道微生物群是人體內(nèi)一個(gè)龐大的系統(tǒng)，目前基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)技術(shù)上的突破使人們明確了宿主微生物群落與許多全身疾病之間都有潛在的關(guān)系，包括心臟代謝紊亂、動(dòng)脈粥樣硬化、肥胖癥和2型糖尿病等[1]。近年來(lái)越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)腸道微生物群與血栓形成有關(guān)，本文整理了腸道微生物群在血栓形成及心腦血管疾病中的最新研究進(jìn)展，以期為心腦血管疾病的臨床治療提供新的思路。

1腸道微生物群概述腸道微生物群是人體腸道里所有微生物組成的群體，一個(gè)成年人腸道內(nèi)定植的菌群達(dá)400～500種。正常腸道微生物群具有重要的生理功能，如調(diào)節(jié)胃腸道運(yùn)動(dòng)、參與營(yíng)養(yǎng)代謝；維護(hù)免疫系統(tǒng)的正常功能；抵御外來(lái)病原體的侵襲及抗腫瘤等作用。但是一旦腸道微生物群受到部分或完全破壞，體內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的平衡就會(huì)被打破，體內(nèi)菌群失調(diào)，宿主將出現(xiàn)各種病理狀態(tài)。近年來(lái)的研究證明腸道微生物群可以通過(guò)以下幾種不同的方式增加血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)。

2腸道微生物群在血栓形成中的作用

2.1 腸道微生物代謝物TMAO增強(qiáng)血小板反應(yīng)性 TMA(三甲胺)/TMAO(三甲胺N-氧化物)是腸道微生物的代謝產(chǎn)物，Wang等[2]人發(fā)現(xiàn)，有針對(duì)性地抑制微生物TMA/TMAO產(chǎn)生能抑制飲食誘導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化。Zhu等[3]人觀察到人血漿TMAO的水平與血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。他們揭示了特定飲食(如磷脂酰膽堿、膽堿和肉堿等)、腸道微生物群、血小板功能和血栓形成風(fēng)險(xiǎn)之間存在著特殊的聯(lián)系：飲食中的磷脂酰膽堿成分在人體腸道里被腸道微生物代謝生成TMA，再經(jīng)肝腸循環(huán)進(jìn)入肝臟被肝FMO酶(黃素單加氧酶)催化為TMAO，然后TMAO以ADP(二磷酸腺苷)等方式促進(jìn)胞內(nèi)鈣庫(kù)釋放Ca2+，從而增加血小板的反應(yīng)性，進(jìn)而增加血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)，而血小板反應(yīng)性的增加與終末器官損傷程度及其不利預(yù)后相關(guān)。另外血小板的高反應(yīng)性也可以引起心臟改變，包括不良心室重構(gòu)、心力衰竭風(fēng)險(xiǎn)增加和體內(nèi)動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞活化[4]。Tang等[5]的實(shí)驗(yàn)通過(guò)給予抗生素后發(fā)現(xiàn)TMAO血漿水平明顯減少，在撤回抗生素后血漿TMAO水平恢復(fù)，進(jìn)一步說(shuō)明了腸道微生物群影響TMAO水平。有研究數(shù)據(jù)表明產(chǎn)生TMA的細(xì)菌，即厭氧球菌(Anaerococcushydrogenalis)、蘆筍梭菌(Clostridiumasparagiforme)、哈斯韋梭菌(Clostridiumhathewayi)、生孢梭菌(Clostridiumsporogenes)、格森埃希菌(Escherichiafergusonii)、彭氏變形桿菌(Proteuspenner)、雷氏普羅威登斯菌(Providenciarettgeri)和遲緩愛德華氏菌(Edwardsiellatarda)，這些細(xì)菌菌株有助于增加內(nèi)源性TMAO的濃度，從而引起血栓形成并增加缺血性疾病形成的風(fēng)險(xiǎn)[6， 7]。

目前的研究建議以腸道微生物生成TMAO途徑為目標(biāo)治療策略來(lái)調(diào)節(jié)血小板反應(yīng)性，如通過(guò)改變飲食習(xí)慣(減少膽堿攝入)來(lái)降低血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)。但也有人認(rèn)為，膽堿對(duì)細(xì)胞功能至關(guān)重要，肉類、雞蛋和牛奶等食物里都含有豐富的膽堿，在飲食中刻意減少膽堿攝入對(duì)人體是否利大于弊還需要大量的臨床研究來(lái)證明[8]。有研究證明通過(guò)腸道微生物調(diào)節(jié)途徑降低血小板反應(yīng)性至正常范圍，不會(huì)引起整體損傷或增加出血等并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)[5]。

2.2 腸道微生物通過(guò)Toll樣受體2調(diào)節(jié)vWF因子的合成 有研究發(fā)現(xiàn)，特殊飲食(如高脂飲食)經(jīng)腸道共生微生物群體代謝后影響腸道-血管屏障[5，9，10]，從而影響門靜脈循環(huán)中Toll樣受體的水平，導(dǎo)致vWF(血管性血友病因子)的合成和血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)增加。但是即使具有完整的腸道屏障功能，病原體相關(guān)分子模式(PAMP)如肽聚糖(PG)和脂多糖(LPS)等也會(huì)不斷滲入組織和門靜脈循環(huán)中，觸發(fā)適應(yīng)性Toll樣受體(TLR)的信號(hào)傳導(dǎo)[11]。另外Jaeckel等[12]人的實(shí)驗(yàn)也提示腸道微生物群落不直接影響血小板功能，而是通過(guò)肝臟TLR2信號(hào)傳導(dǎo)間接影響血小板功能，他們發(fā)現(xiàn)腸道微生物群通過(guò)肝內(nèi)皮TLR2信號(hào)傳導(dǎo)調(diào)節(jié)vWF的合成來(lái)促進(jìn)動(dòng)脈血栓形成。微生物群通過(guò)TLR-2調(diào)節(jié)肝臟vWF表達(dá)和血漿vWF水平，是引起心腦血管疾病中動(dòng)脈血栓形成和中風(fēng)的主要危險(xiǎn)因素[13，14]。其中vWF在血栓形成中起關(guān)鍵作用：在血管損傷部位，vWF與血小板膜糖蛋白(GP)Ib-IX復(fù)合物及內(nèi)皮下膠原結(jié)合促進(jìn)血小板黏附到細(xì)胞外基質(zhì)；vWF通過(guò)結(jié)合GPIIb～I(xiàn)IIa參與血小板聚集；vWF還可以通過(guò)內(nèi)皮細(xì)胞釋放到血液和內(nèi)皮下，經(jīng)巨核細(xì)胞合成的vWF被包裝進(jìn)入血小板α-顆粒，當(dāng)血小板被激活時(shí)再分泌，促進(jìn)血小板的黏附和聚集[15]。

雖然已有研究證明腸道微生物群在血栓形成中發(fā)揮了間接的作用，但影響血栓形成的微生物群觸發(fā)信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制還不明確，目前尚未完全了解TLR是怎樣促進(jìn)體內(nèi)血栓形成的[16，17]。

2.3 腸道內(nèi)毒素刺激內(nèi)皮細(xì)胞因子Ⅷ分泌導(dǎo)致門靜脈血栓形成 Carnevale等[18]人的研究顯示腸道微生物群產(chǎn)生的LPS也可通過(guò)血管內(nèi)皮細(xì)胞Weibel-Palade小體(WPB)的胞吐作用促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞釋放Ⅷ因子，從而引起高凝狀態(tài)。他們主要通過(guò)控制肝硬化患者血液因子Ⅷ，vWF，LPS的水平和其大腸埃希菌DNA水平進(jìn)行橫斷面研究，結(jié)果支持了LPS是導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞釋放Ⅷ因子增加的原因，該研究表明LPS通過(guò)激活參與WPB形成和分泌的銜接蛋白AP1，Rab3B和Rab27A促進(jìn)Ⅷ因子和vWF的分泌。肝硬化患者vWF升高與Ⅷ因子的釋放顯著相關(guān)，表明vWF在增強(qiáng)Ⅷ因子釋放上發(fā)揮潛在作用，血漿vWF可以降低Ⅷ因子的肝臟清除率并最終決定其在血漿中的濃度[19]。若用非吸收性抗生素治療肝硬化患者，結(jié)果凝血酶生成減少、血液LPS水平降低，內(nèi)毒素血癥明顯減少，這揭示了腸道菌群在增加血液內(nèi)毒素水平上起到重要作用。

LPS與Ⅷ因子之間的關(guān)系為基于腸道菌群為目標(biāo)立足點(diǎn)的治療研究提供了新思路。雖然肝硬化患者中Ⅷ因子升高的機(jī)制表明LPS是內(nèi)皮細(xì)胞釋放Ⅷ因子增加的潛在觸發(fā)因素，但在其研究中，LPS的增加是歸因于大腸埃希菌易位到體循環(huán)中，但是并不能排除其他腸道微生物群也可能通過(guò)其他途徑增強(qiáng)LPS的系統(tǒng)水平，而且也不能排除LPS可能引發(fā)Ⅷ因子從除內(nèi)皮細(xì)胞以外的細(xì)胞中(如單核細(xì)胞)釋放，這些都需要進(jìn)一步的研究來(lái)證實(shí)[18]。

3調(diào)節(jié)腸道微生物群對(duì)血栓形成性疾病的干預(yù)治療基于微生物的干預(yù)措施是目前血栓及心腦血管疾病研究中的一個(gè)新領(lǐng)域。目前針對(duì)腸道微生物群預(yù)防或治療血栓形成性疾病的幾大熱點(diǎn)治療手段有：通過(guò)給予益生菌調(diào)理和改善腸道微生態(tài)平衡、通過(guò)在飲食中添加益生元來(lái)選擇性地刺激有益菌群的生長(zhǎng)和利用腸道微生物移植(FMT)作為血栓形成性疾病治療的新靶點(diǎn)。但同時(shí)新的治療手段也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，如糞便里含有大量人體DNA可以用來(lái)識(shí)別特定個(gè)體的身份，這將會(huì)使人類的隱私安全失去保障。另外盡管目前的研究表明FMT是安全的，沒有嚴(yán)重的不良事件報(bào)告，但是腸道微生物移植手段在很多領(lǐng)域都缺乏相關(guān)證據(jù)，并且有報(bào)告指出一些患者在接受FMT后數(shù)小時(shí)至數(shù)天內(nèi)會(huì)出現(xiàn)腹部絞痛或便秘、發(fā)熱等癥狀或C-reactive蛋白(CRP)升高[20]。但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，基于腸道微生物群的干預(yù)措施仍舊是將來(lái)防治血栓形成的一大優(yōu)勢(shì)策略。

4結(jié)論和展望綜上所述，腸道微生物群可以通過(guò)增加內(nèi)源性TMAO的濃度、刺激Toll樣受體2調(diào)節(jié)vWF因子以及產(chǎn)生腸道內(nèi)毒素刺激內(nèi)皮細(xì)胞因子Ⅷ分泌等不同的機(jī)制促進(jìn)血小板的黏附、活化和聚集，從而增加血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)。但是腸道微生物群作為人體內(nèi)最大最復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)，其種類豐富、數(shù)量龐大等特點(diǎn)都決定了自身的復(fù)雜性，對(duì)于腸道菌群與血栓形成性疾病關(guān)系的研究，目前仍存在一些問題和不足。但值得肯定的是，腸道微生物群在血栓形成及心腦血管疾病中起到重要作用的研究進(jìn)展為臨床治療心腦血管疾病提供了新的思路，即可以通過(guò)腸道微生物調(diào)節(jié)策略以減少血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)。

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