研究揭示肠道微生物组在衰老和心脏病中的重要作用

在最近发表在《自然医学》杂志上的一项研究中，一组中国科学家基于21个代谢参数对代谢多重疾病簇进行了前瞻性分析，以研究与代谢和年龄相关的肠道微生物组特征，并更好地了解代谢、年龄和长期心血管疾病风险之间的关系。

心血管疾病是全球死亡的主要原因，而代谢紊乱和年龄也密切相关，被认为会显著增加心血管疾病的风险。随着年龄的增长，代谢紊乱变得更加复杂和普遍，老年人的心血管疾病通常是在多重疾病的背景下发展而来的。

越来越多的证据表明，不同人群的衰老模式与肠道菌群多样性相关，提示肠道菌群将免疫和代谢联系起来，经历与年龄相关的变化，并可能构成健康衰老的基础。研究表明，肠道菌群中拟杆菌多样性降低和特有菌群多样性增加与健康衰老相关。然而，肠道菌群、代谢和年龄之间的相互作用模式，以及这些相互作用对心血管健康的影响程度，仍不清楚。

在本研究中，研究人员首先根据特定的代谢参数定义了多重疾病簇，然后研究了与年龄和这些多重疾病簇相关的肠道微生物组特征。随后，他们根据肠道微生物组特征的变化和与年龄相关的55种微生物物种定义了微生物年龄的概念，并利用这些概念确定了肠道微生物组组成和微生物年龄在特定多重疾病簇中的作用。

初始队列包括40至93岁的成年人。2010年和2014年收集了人口统计学特征、病史、代谢变量以及饮酒、吸烟和体力活动等生活方式因素的数据。后续数据包括心血管疾病发病率信息。来自以色列、荷兰、法国、德国、美国和英国的四个粪便宏基因组数据集被用作验证队列。

由21个代谢参数构成的代谢多重疾病簇与心血管疾病发病风险相关。这些参数包括体重、身高、腰围、高密度脂蛋白(HDL-C)和低密度脂蛋白(LDL-C)、载脂蛋白A-1、总胆固醇、空腹胰岛素水平、载脂蛋白B、γ-谷氨酰转移酶、天冬氨酸氨基转移酶、丙氨酸氨基转移酶、葡萄糖耐量、尿酸、甘油三酯、糖化血红蛋白(HbA1c)和空腹血糖。

根据这些参数，确定了五种代谢多重疾病集群，包括健康的代谢特征，以及低 HDL-C 和载脂蛋白 A1、高 LDL-C、载脂蛋白 B 和总胆固醇、胰岛素抵抗、肥胖、肝酶升高和高血糖的集群。

所有参与者的粪便样本均已采集，并使用提取的DNA进行宏基因组测序。宏基因组数据用于对原始队列进行宏基因组分析。

参与者被分为两个年龄组（60岁以下或60岁以上），并计算了四种不健康多重疾病集群与健康代谢特征集群的心血管疾病（CVD）风险比。此外，还计算了年轻和年长年龄组的心血管疾病（CVD）风险比。

评估环境和宿主因素对肠道微生物组的影响，计算肠道微生物组的独特性和多样性指数，并分析肠道微生物组的年龄和代谢相关特征，并确定代谢、微生物年龄与心血管疾病风险之间的关联。

研究结果显示，与健康代谢特征人群相比，高血糖和肥胖人群在11.1年内罹患心血管疾病的风险分别高出117%和75%。这些结果在验证队列中得到了证实。

此外，粪便宏基因组数据显示，肠道微生物组成与年龄和多重疾病簇相关。在60岁以上的人群中，微生物年龄较高的个体患高血糖和肥胖簇相关的心血管疾病的风险较高，而微生物年龄较低的个体患心血管疾病的风险较低，且与性别、年龄、饮食因素或生活方式无关。

年轻的微生物年龄以普雷沃氏菌种群数量减少为特征，与不健康代谢群老年人的心血管疾病风险降低相关，且与药物使用、饮食因素、教育水平、性别、年龄或生活方式无关。

研究发现了与年龄相关的独特肠道微生物组特征，例如拟杆菌属物种显著减少，以及肠杆菌科和链球菌等兼性厌氧菌的独特性和丰富度增加。促炎途径和微生物衰老模式的增强似乎与年龄相关的免疫力、消化能力和生理功能的下降有关。

综上所述，本研究考察了肠道微生物组组成与多样性、年龄和代谢之间的相互作用及其与心血管疾病风险的关联。研究发现，肠道微生物组组成与年龄和代谢多重疾病参数相关。

此外，根据肠道微生物群种类的组成，发现年轻的微生物年龄可以降低与代谢功能障碍相关的心血管疾病的风险，这表明肠道微生物群调节患有代谢功能障碍的老年人的心血管健康。