杜李宇，李倩瀅，陳偉哲，王 潔，方 祥，王玉濤，廖振林,,*

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東 廣州 510642；2.喀什大學(xué)生命與地理科學(xué)學(xué)院，新疆帕米爾高原生物資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 喀什 844000）

動(dòng)脈粥樣硬化是造成現(xiàn)代社會(huì)死亡率和發(fā)病率增加的主要原因。然而動(dòng)脈粥樣硬化是由多種因素共同作用造成的，其發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜。因此，深入研究引起動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制和因素，尋找潛在的治療方法，成為當(dāng)前醫(yī)學(xué)發(fā)展迫切需要解決的問(wèn)題。最近，許多醫(yī)學(xué)領(lǐng)域特別是在動(dòng)脈粥樣硬化等炎癥性疾病中腸道微生物群的變化被廣泛關(guān)注，一些研究表明，腸道菌群在動(dòng)脈粥樣硬化及其相關(guān)代謝性疾病的發(fā)生和發(fā)展中起著非常重要的作用。本文結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道，就腸道菌群與動(dòng)脈粥樣硬化之間的關(guān)系研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，并將闡述腸道菌群治療動(dòng)脈粥樣硬化的潛在方法。

1 炎癥導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制

動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病基礎(chǔ)是最常受累的動(dòng)脈內(nèi)膜發(fā)生脂質(zhì)及復(fù)合糖累積進(jìn)而導(dǎo)致纖維的增生以及鈣質(zhì)沉積使血管壁逐漸增厚變硬，如果它發(fā)展到足以阻塞動(dòng)脈腔時(shí)，該動(dòng)脈供應(yīng)的組織或器官就會(huì)缺血或壞死[1]。動(dòng)脈粥樣硬化被視為慢性炎癥，并且炎癥反應(yīng)貫穿動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病的全過(guò)程。其中內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病過(guò)程中主要所涉及的細(xì)胞。首先各種致炎因素會(huì)使內(nèi)皮細(xì)胞受損，使其表達(dá)黏附分子，之后單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞與黏附分子結(jié)合反應(yīng)，誘導(dǎo)趨化因子表達(dá)，促進(jìn)單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞向血管內(nèi)皮下聚集、遷移和沉積[2]。單核細(xì)胞在血管內(nèi)皮下轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞，清除內(nèi)皮下的脂質(zhì)。而巨噬細(xì)胞通過(guò)清道夫受體吞噬氧化的低密度脂蛋白膽固醇，并且降解形成泡沫細(xì)胞，泡沫細(xì)胞堆積過(guò)多會(huì)形成脂質(zhì)條紋，從而引起動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生[3]。

動(dòng)脈粥樣硬化患者與健康對(duì)照組相比，腸道微生物組的組成和種間關(guān)系存在嚴(yán)重失衡，說(shuō)明腸道菌群對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的產(chǎn)生和發(fā)展具有顯著的影響[4]。Casp1-/-小鼠的糞菌移植到雌性Ldlr-/-小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)Ldlr-/-（Casp1-/-）小鼠血漿中白細(xì)胞數(shù)量、促炎性血漿細(xì)胞因子增加和動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中中性粒細(xì)胞積聚，但具有抗炎作用的短鏈脂肪酸（short chain fatty acids，SCFAs）和SCFAs在盲腸的累積濃度減少，說(shuō)明引入促炎性腸道菌群可增強(qiáng)全身炎癥反應(yīng)，加速動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生[5]。具體作用機(jī)理總結(jié)見圖1。

圖1 腸道菌群、炎癥與動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生的關(guān)系Fig.1 Relationship between intestinal flora, inflammation and the development of atherosclerosis

2 腸道微生物群中細(xì)菌代謝產(chǎn)物引起的免疫反應(yīng)

2.1 短鏈脂肪酸

腸道微生物群將不可消化的多糖（如纖維）分解為SCFAs，每天可提供334.88～837.20 kJ的能量，約占正常成人每日能量攝入的4%～10%[6]。自發(fā)肥胖（lepob/ob、ob/ob）小鼠盲腸微生物群的亞基因組分析結(jié)果表明，ob/ob小鼠特異性腸道微生物群富含能夠利用和發(fā)酵膳食纖維的細(xì)菌[7]。通過(guò)改變腸道微生物群獲取能量的方式已經(jīng)在人體實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證，研究表明糞便能量和攝入能量的比值與擬桿菌門的數(shù)量呈正相關(guān)，與糞便中的硬壁門的數(shù)量呈負(fù)相關(guān)[7]。Murphy等[8]通過(guò)探究并推測(cè)SCFAs的產(chǎn)生量比硬壁菌和擬桿菌兩者之比在肥胖中起的作用更加重要。因此，機(jī)體通過(guò)微生物群把纖維等多糖代謝成SCFAs形式攝取的過(guò)量熱量可能是導(dǎo)致肥胖狀態(tài)的一個(gè)因素。一方面，脂肪組織似乎在炎癥的誘導(dǎo)中起著重要作用，因?yàn)檫^(guò)度營(yíng)養(yǎng)導(dǎo)致肥胖，從而導(dǎo)致脂肪組織細(xì)胞成分發(fā)生變化，并產(chǎn)生促炎性細(xì)胞因子和趨化因子，促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的增生，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的產(chǎn)生和發(fā)展；另一方面，肥胖會(huì)因脂質(zhì)代謝紊亂等引發(fā)細(xì)胞的遷移增殖和脂質(zhì)沉積，間接引起血管內(nèi)皮障礙，從而加速動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展[9]。

腸源性SCFAs除了向宿主提供能量外，還可能在調(diào)節(jié)血脂方面發(fā)揮作用，因此可能對(duì)心血管疾病有影響。Chen Ying等[7]將apoE基因敲除小鼠隨機(jī)分為高脂高固醇飲食組（high-cholesterol diet，HCD）、高脂高固醇添加果膠飲食組（high-cholesterol diet + pectin，HCD+PE）、高脂高固醇添加果膠并在飲用水中添加抗生素飲食組（high-cholesterol diet + pectin + antibiotic，HCD+PE+A）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示HCD+PE治療小鼠的動(dòng)脈粥樣硬化病變面積與喂食HCD的小鼠相比減少了46%，但是，在HCD+PE+A組中，并未觀察到PE可預(yù)防并減輕動(dòng)脈粥樣硬化的作用；推測(cè)補(bǔ)充PE可以改善血脂狀況和減少動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成，而添加抗生素導(dǎo)致腸道微生物群減少抑制了此效應(yīng)[7]。

腸道中最豐富的SCFAs是乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽，三者比例固定，分別由不同的菌群產(chǎn)生，三者總量占人體腸道內(nèi)SCFAs的86%左右[10]。乙酸鹽不僅作為能量來(lái)源，還可通過(guò)與乙酰輔酶A構(gòu)成肝臟膽固醇合成的底物，從而影響血漿膽固醇水平[11]。丙酸鹽可能通過(guò)抑制乙酰輔酶A合成酶（將乙酸鹽轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A的酶）活性來(lái)降低膽固醇水平。因此，丙酸鹽被認(rèn)為能夠用于降低嚙齒動(dòng)物和人體的血漿膽固醇濃度[12]。丁酸鹽可以維持腸道菌群平衡，保護(hù)腸道屏障，調(diào)節(jié)編碼脂質(zhì)代謝的基因和與免疫、炎癥、分化、凋亡相關(guān)的基因的表達(dá)，研究證明產(chǎn)生丁酸的細(xì)菌在降低動(dòng)脈粥樣硬化的過(guò)程中起著關(guān)鍵作用[13]。因此，微生物群依賴性SCFAs的產(chǎn)生在調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝中起著至關(guān)重要的作用，SCFAs可以預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾?。╟ardiovascular diseases，CVD）的產(chǎn)生。

除了其他生理作用外，SCFAs還可作為信號(hào)分子，SCFAs可以通過(guò)組蛋白去乙?；福╤istone deacetylase，HDAC）和GPCRs依賴機(jī)制在先天免疫和炎癥過(guò)程中發(fā)揮作用[14]。研究表明SCFAs作為GPCR41和GPCR43的配體，在腸道中可與以上受體結(jié)合發(fā)揮抗炎作用[15]。丙酸鹽和丁酸鹽是GPCR41最有效的激動(dòng)劑，而對(duì)GPCR43作用較弱，乙酸鹽則是GPCR43最有效的激動(dòng)劑，對(duì)GPCR41作用比較弱[16]。Ge Hongfei等[17]的研究中，乙酸鹽的注入減少了C57BL/6J和ob/ob小鼠的血清循環(huán)中游離脂肪酸，但敲除GPCR43基因的小鼠的抗脂解作用消失了，這表明乙酸鹽注入所產(chǎn)生的作用與GPCR43有關(guān)聯(lián)。因此，SCFAs對(duì)GPCR43的激活可能是控制基礎(chǔ)脂解和循環(huán)脂肪酸濃度的調(diào)節(jié)機(jī)制之一。Kimura等[18]的研究進(jìn)一步表明GPCR43參與葡萄糖累積和胰島素分泌。丙酸鹽和丁酸鹽則可以通過(guò)調(diào)節(jié)這些受體信號(hào)通路，抑制核因子-κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）和腫瘤壞死因子信號(hào)通路，降低由氧化型低密度脂蛋白激活的血管內(nèi)皮細(xì)胞合成的血管細(xì)胞黏附分子含量和細(xì)胞間黏附分子的表達(dá)，從而抑制動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生[19-20]。

2.2 膽汁酸

膽汁酸（bile acids，BAs）在影響腸道菌群、膽固醇排出體內(nèi)等方面發(fā)揮重要作用。人體肝臟中膽固醇的主要代謝產(chǎn)物為BAs，而膽固醇形成BAs主要通過(guò)兩個(gè)途徑：一是膽固醇在膽固醇7α-羥化酶（cholesterol 7α-hydroxylase，Cyp7A1）的催化下產(chǎn)生膽酸（cholic acid，CA）和鵝脫氧膽酸（chenodeoxycholic acid，CDCA）；另一個(gè)替代途徑主要是膽固醇通過(guò)固醇-27-羥化酶（cholesterol-27-hydroxylase，Cyp27A1）催化，主要產(chǎn)物為CDCA。CA在腸道菌群作用下轉(zhuǎn)化為脫氧膽酸（deoxycholic acid，DOC），CDCA在腸道菌群的作用下轉(zhuǎn)化成石膽酸（lithocholic acid，LCA）[21]。

BAs可作為信號(hào)分子，通過(guò)激活核受體法尼甾體X（farnesoid X receptor，F(xiàn)XR）和TGR5來(lái)介導(dǎo)代謝過(guò)程[22]。FXR屬于配體激活轉(zhuǎn)錄因子，具有典型的核受體結(jié)構(gòu)，通過(guò)以單體或異二聚體的形式與維甲酸X受體（retinoic acid X receptor，RXR）、靶基因啟動(dòng)子區(qū)中稱為法尼醇受體反應(yīng)元件（farnesoid X receptor response elements，F(xiàn)XREs）的DNA序列基序結(jié)合，調(diào)節(jié)多種靶基因的表達(dá)[23]。FXR可以根據(jù)細(xì)胞間BAs水平來(lái)調(diào)節(jié)BAs的合成，F(xiàn)XR激動(dòng)劑通過(guò)上調(diào)膽汁酸鹽輸出泵（bile salt export pump，BSEP），下調(diào)?；悄懰峁厕D(zhuǎn)運(yùn)多肽（taurocholate co-transporting polypeptide，NTCP）和下調(diào)CYP7A1來(lái)預(yù)防膽汁淤積，降低發(fā)生心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[24]。白細(xì)胞上的TGR5激活后可以使氧化低密度脂蛋白攝取受到抑制，導(dǎo)致白細(xì)胞吞噬活性下降，并抑制脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導(dǎo)的促炎因子的產(chǎn)生，如腫瘤壞死因-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、人白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-1α、IL-1β、IL-6和IL-8。人單核細(xì)胞白血病THP-1細(xì)胞轉(zhuǎn)染TGR5后環(huán)磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）產(chǎn)量增加，LPS誘導(dǎo)的TNF-α表達(dá)減少抑制巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)[25]。INT-767是FXR和TGR5的有效雙激活劑，INT-767通過(guò)激活TGR5依賴的cAMP-NF-κB信號(hào)通路來(lái)抑制NF-κB的激活。同時(shí)，TGR5抑制巨噬細(xì)胞攝取氧化型低密度脂蛋白來(lái)達(dá)到抗炎的作用[26]。研究表明INT-767可以顯著抑制ApoE-/-和LDLR-/-小鼠動(dòng)脈粥樣硬化的形成[27]。腸道菌群能夠通過(guò)對(duì)膽汁酸鹽的代謝，影響其下游信號(hào)通路來(lái)調(diào)節(jié)血脂水平，進(jìn)而影響動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展[28]。

2.3 氧化三甲胺

慢性腎病患者患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)非常高，研究發(fā)現(xiàn)是因?yàn)槟蚨舅貙?duì)動(dòng)脈粥樣硬化的影響起著相當(dāng)大的作用，而氧化三甲胺（trimetlylamine oxide，TMAO）是一種腸道源性尿毒素[29]。磷脂酰膽堿、膽堿和甜菜堿中均含有三甲胺結(jié)構(gòu)，經(jīng)腸道菌群代謝后產(chǎn)生三甲胺（trimethylamine，TMA），并被人體吸收，之后TMA經(jīng)肝臟黃素單加氧酶（flavin-containing monooxygenase 3，F(xiàn)MO3）氧化成TMAO，TMAO可進(jìn)入血液中[30]。Wang Zeneng等[31]在一項(xiàng)針對(duì)共1 876 名男性和女性的研究中，控制了既定的危險(xiǎn)因素和藥物使用之后，結(jié)果顯示血漿TMAO、膽堿和甜菜堿水平的增加與心血管疾病的存在有劑量依賴關(guān)系。Gregory等[32]通過(guò)糞便細(xì)菌移植實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明，將TMAO產(chǎn)生菌豐度較高的糞便轉(zhuǎn)移到正常小鼠體內(nèi)可促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化。因此，動(dòng)脈粥樣硬化易感性可能通過(guò)腸道菌群移植傳播，腸道菌群可作為調(diào)節(jié)動(dòng)脈粥樣硬化易感性的新治療靶點(diǎn)。目前的研究認(rèn)為TMAO可能通過(guò)抑制膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)及膽固醇代謝、促進(jìn)泡沫細(xì)胞的形成、促進(jìn)巨噬細(xì)胞清道夫受體的表達(dá)、促進(jìn)“膽固醇的前轉(zhuǎn)運(yùn)”，進(jìn)而誘發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化[33]。Febbraio等[34]的研究結(jié)果表明TMAO可上調(diào)巨噬細(xì)胞內(nèi)分化簇36（cluster of differentiation 36，CD36）的表達(dá)，CD36是負(fù)責(zé)早期脂質(zhì)積累和泡沫細(xì)胞形成的主要巨噬細(xì)胞清除劑受體，其表達(dá)上升可促進(jìn)脂肪條紋形成，并最終發(fā)展為更嚴(yán)重的動(dòng)脈粥樣硬化病變。

一項(xiàng)小鼠研究發(fā)現(xiàn)，TMAO可以抑制肝臟中膽汁酸合酶Cyp27A1和膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)，并且Cyp7A1參與BAs的合成和膽固醇的代謝，因此TMAO可以抑制BAs的合成進(jìn)而影響膽固醇體內(nèi)的代謝[35]。此外，TMAO誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙和單核細(xì)胞黏附于動(dòng)脈壁，從而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化，TMAO介導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞炎癥信號(hào)和基因的表達(dá)導(dǎo)致血管內(nèi)皮損傷，進(jìn)而刺激蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）的激活，然后NF-κB被磷酸化激活，NF-κB活化誘發(fā)血管細(xì)胞黏附分子-1（vascular cell adhesion molecule 1，VCAM-1）表達(dá)和單核細(xì)胞黏附在血管壁[36]。腸道微生物通過(guò)生成TMAO，并促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)Ca2+釋放，使血小板直接暴露于TMAO，直接促進(jìn)血小板高反應(yīng)性和增強(qiáng)血栓形成[37]。

2.4 馬尿酸鹽

馬尿酸鹽通過(guò)微生物和哺乳動(dòng)物的新陳代謝產(chǎn)生。食物中低分子質(zhì)量的芳香化合物和多酚被腸道細(xì)菌代謝，產(chǎn)生苯甲酸，然后在肝線粒體中苯甲酸與甘氨酸結(jié)合形成馬尿酸鹽，隨后循環(huán)到尿液中[38]。因此，馬尿酸鹽被認(rèn)為是腸道微生物具有活性的標(biāo)志物。有研究發(fā)現(xiàn)血漿中馬尿酸鹽的含量與血壓呈負(fù)相關(guān)[39]。馬尿酸鹽可以通過(guò)增加線粒體中活性氧的生成，調(diào)節(jié)NF-κB基因表達(dá)，使得內(nèi)皮功能發(fā)生障礙。慢性腎病中尿毒毒素積累會(huì)導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙，而馬尿鹽酸是尿毒毒素，已經(jīng)證明慢性腎病導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙是馬尿酸鹽介導(dǎo)的，馬尿酸鹽會(huì)使線粒體分裂增加有絲分裂原含量從而導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙，進(jìn)而引起細(xì)胞間黏附分子-1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）和血管細(xì)胞黏附分子-1（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）介導(dǎo)白細(xì)胞向血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和黏附，促進(jìn)炎癥反應(yīng)，加速動(dòng)脈粥樣硬化[40]。馬尿酸鹽作為肥胖或心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)人群的診斷標(biāo)志物在心血管疾病診治等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中具有很大的前景。

3 細(xì)菌結(jié)構(gòu)成分的固有免疫反應(yīng)

先天免疫系統(tǒng)是人體抵御病原體入侵的第一道防線。先天免疫細(xì)胞通過(guò)模式識(shí)別受體（pattern recognition receptors，PRRs）識(shí)別高度保守的病原體相關(guān)微生物模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）感知各種細(xì)菌成分[41]。通常PRRs包括胞漿受體和跨膜受體，胞漿受體有維甲酸誘導(dǎo)基因蛋白I樣受體（retinoic acid-inducible gene I (RIG-I)-like receptors，RLRs）和核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體（nucleotide binding oligomerization domain like receptors，NLRs），跨膜受體包括C型凝集素受體（C-type lectins，CLRs）和Toll樣受體（toll-like receptors，TLRs）[42]。TLRs是高度保守的跨膜受體，是先天性免疫系統(tǒng)的重要中介，其調(diào)節(jié)單核巨噬細(xì)胞的活性，每個(gè)TLR識(shí)別特定的配體，并能激活炎癥反應(yīng)而促發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化的形成。研究表明動(dòng)脈粥樣硬化病灶表達(dá)TLR1、TLR2和TLR4，表達(dá)這些受體的細(xì)胞主要是血管內(nèi)皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞[43]，TLR4結(jié)合革蘭氏陰性菌的脂多糖，TLR2家族能識(shí)別革蘭氏陽(yáng)性菌細(xì)胞壁中的肽聚糖（peptidoglycan，PGN），TLR5與革蘭氏陰性和革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的鞭毛單體相互作用[44]。

3.1 脂多糖

LPS主要通過(guò)直接和間接兩個(gè)途徑對(duì)細(xì)胞內(nèi)皮產(chǎn)生作用，直接作用是LPS通過(guò)升高胞漿內(nèi)的Ca2+濃度而對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生損傷；間接作用是LPS與跨膜受體結(jié)合后激活免疫細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì)增加微血管通透性，引起血小板與血管壁的黏附反應(yīng)[45]。

LPS是革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分，是炎癥與高脂飲食誘導(dǎo)型代謝綜合征的觸發(fā)因素。LPS通過(guò)TLRs在介導(dǎo)體內(nèi)炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用[46]。免疫細(xì)胞表面的TLR是識(shí)別LPS的主要受體，TLRs中最具有代表性的是TLR4，TLR4可修飾巨噬細(xì)胞的分化和激活，是連接機(jī)體免疫系統(tǒng)與慢性炎癥之間反應(yīng)的橋梁。根據(jù)TLR4信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程是否有MyD88參與，將該信號(hào)通路分為MyD88依賴性和非MyD88依賴性，MyD88依賴性信號(hào)通路活化絲裂原激活的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）和NF-κB信號(hào)通路，啟動(dòng)中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，促進(jìn)TNF-α、IL-1β和IL-6等炎性因子聚集[47]。內(nèi)毒素是革蘭陰性菌外膜上的脂多糖成分，當(dāng)發(fā)生內(nèi)毒素性感染時(shí)，LPS與脂多糖結(jié)合蛋白結(jié)合成復(fù)合物并被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜上，復(fù)合物與其受體CD14結(jié)合被免疫細(xì)胞表面TLR4識(shí)別，通過(guò)MyD88依賴途徑導(dǎo)致炎癥反應(yīng)[48]。因此，TLR4可通過(guò)誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì)來(lái)介導(dǎo)炎癥反應(yīng)。

3.2 鞭毛和TLR5

TLR5是先天免疫系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，在腸黏膜上皮細(xì)胞中高度表達(dá)并通過(guò)識(shí)別細(xì)菌鞭毛蛋白參與調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，其有助于抵御感染，但也使機(jī)體表現(xiàn)出嗜食癥和代謝綜合征的特征，包括高脂血癥、高血壓、胰島素抵抗[49]。Vijay-Kumar等[50]研究發(fā)現(xiàn)TLR5基因敲除小鼠和野生型無(wú)菌小鼠的腸道微生物群有不同的特征，他們將T5KO小鼠的腸道菌群轉(zhuǎn)移到野生型無(wú)菌小鼠中，使受體具有許多代謝綜合征的特征，由此證明了腸道微生物群會(huì)導(dǎo)致代謝性疾病，其特征是內(nèi)臟脂肪沉積增加、血脂異常、高血壓和胰島素抵抗。

TLR5是唯一與鞭毛蛋白結(jié)合的TLR，TLR5在單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、上皮細(xì)胞和淋巴結(jié)基質(zhì)細(xì)胞等多種細(xì)胞上表達(dá)[51]。哺乳動(dòng)物的TLR5識(shí)別革蘭氏陽(yáng)性菌和陰性菌的細(xì)菌鞭毛蛋白，并且受體的激活可以激活核因子NF-κB和MAPK信號(hào)通路進(jìn)而產(chǎn)生大量前炎癥細(xì)胞因子而引起炎癥反應(yīng)[52]。

3.3 TLR2

Mullick等[53]的研究表明，在TLRs家族中含有對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化敏感的低密度脂蛋白受體，在低密度脂蛋白缺陷（Ldlr-/-）小鼠中，TLR2的完全缺乏導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生可能性減少。他們還發(fā)現(xiàn)TLR2在動(dòng)脈粥樣硬化易發(fā)部位的內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)增加，如在發(fā)生低密度脂蛋白血癥時(shí)的主動(dòng)脈弓內(nèi)彎中，而這種表達(dá)與早期動(dòng)脈粥樣硬化有關(guān)。

3.4 肽聚糖和核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體1、2

NLRs家族兩個(gè)主要成員是NOD1和NOD2，它們是一類新型胞漿內(nèi)模式識(shí)別受體，在宿主固有免疫和自噬過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用，對(duì)維持腸道微生態(tài)和黏膜屏障作用至關(guān)重要[54]。NLRs與其配體結(jié)合后可以激活下游的受體相互作用蛋白（receptor-interacting protein，RIP）2繼而通過(guò)NF-κB途徑或MAPK途徑誘導(dǎo)細(xì)胞因子和趨化因子等表達(dá)，引起炎癥反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)NOD/RIP2信號(hào)通路參與大鼠頸動(dòng)脈損傷后的再狹窄過(guò)程及血管平滑肌細(xì)胞的增殖及表型變化，表明NOD/RIP2信號(hào)通路的激活可能參與動(dòng)脈粥樣硬化的形成。目前的研究發(fā)現(xiàn)在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中有NOD1和NOD2的特異性配體細(xì)菌的PGN，并發(fā)現(xiàn)它與動(dòng)脈粥樣硬化患者的斑塊不穩(wěn)定有關(guān)[55]。臨床研究中發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化患者的斑塊中存在能夠識(shí)別PGN分解產(chǎn)物的NOD1和NOD2，并且NOD1在平滑肌細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中都有分布，NOD2主要分布在巨噬細(xì)胞中。NOD1在肺炎衣原體介導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞活化中起到了關(guān)鍵的作用，進(jìn)一步揭示了NOD1在AS中的潛在作用[56]。

4 腸道微生物代謝物通過(guò)腎上腺素引起的心血管疾病

苯乙酰谷氨酰胺（phenylacetylglutamine，PAGln）是一種新的促進(jìn)心血管疾病的腸道菌群依賴性代謝產(chǎn)物，代謝物能通過(guò)腎上腺素受體傳遞信號(hào)[57]。Nemet等[58]采用非靶向代謝組學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)血漿代謝物PAGln與心血管疾病有關(guān)。通過(guò)多種激動(dòng)劑的釋放和反應(yīng)觀察到PAGln水平與人類偶發(fā)血栓事件的發(fā)生之間呈正相關(guān)，表明PAGln對(duì)血小板功能和與血管基質(zhì)的相互作用有潛在影響。人體在攝入食品中的蛋白質(zhì)苯丙氨酸后，大多數(shù)攝取的苯丙氨酸（PAGln的前體）被小腸吸收，不被吸收的苯丙氨酸到達(dá)大腸，由腸道微生物代謝成苯丙酮酸的形式。之后苯丙酮酸形成聚丙烯酸（polyacrylic acid，PAA），PAA被門靜脈系統(tǒng)吸收，很容易在人類肝臟代謝產(chǎn)生PAGln，而在小鼠肝臟代謝產(chǎn)生苯乙酰甘氨酸（phenylacetylglycine，PAGly）[59]。在使用全血、富脯氨酸多肽（proline-rich polypeptides，PRPs）和分離血小板的體外細(xì)胞的研究中均發(fā)現(xiàn)PAGln和PAGly能夠增強(qiáng)血小板對(duì)多種激動(dòng)劑的刺激依賴性反應(yīng)和細(xì)胞內(nèi)鈣的釋放。此外，F(xiàn)eCl3誘導(dǎo)的頸動(dòng)脈損傷小鼠模型經(jīng)腹腔注射PAGln或PAGly后，發(fā)現(xiàn)PAGln和PAGly均誘導(dǎo)損傷頸動(dòng)脈內(nèi)血小板血栓形成增加，說(shuō)明PAGln或PAGly具有促進(jìn)血小板凝塊和體內(nèi)血栓形成的潛能。

5 以腸道菌群為靶點(diǎn)治療動(dòng)脈粥樣硬化

5.1 益生菌治療動(dòng)脈粥樣硬化

益生菌在預(yù)防、治療疾病方面有著很好的發(fā)展前景，在治療疾病方面有著副作用小、無(wú)其他并發(fā)癥等優(yōu)點(diǎn)。雙歧桿菌作為腸道中的益生菌，有不少研究指出其對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化有一定的抑制作用。Liao Zhenlin等[60]探究了茶多酚（tea polyphenols，TPs）影響腸道雙歧桿菌從而影響動(dòng)脈粥樣硬化的機(jī)制，通過(guò)觀察脂質(zhì)參數(shù)的變化發(fā)現(xiàn)，高劑量TP組和中劑量TP組的血清總膽固醇（total cholesterol，TC）、低密度脂蛋白膽固醇（lowdensity lipoprotein cholesterol，LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（high-density lipoprotein-cholesterol，HDL-C）水平均顯著低于高脂肪飲食組；通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察組織切片實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，TPs組比高脂肪飲食組斑塊面積??；最終結(jié)果表明，TPs可以促進(jìn)雙歧桿菌的增殖，這是高脂肪飲食導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化斑塊減少的原因之一。動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)理與腸道菌群有關(guān)，所以利用益生菌維持腸道菌群的平衡，治療動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾病是未來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向。

5.2 古菌預(yù)防心血管疾病

動(dòng)脈粥樣硬化主要治療方式有降脂藥物治療、抗血小板類藥物治療和抗炎癥類藥物治療，但是這些治療方法對(duì)某些患者并沒(méi)有理想的效果，尋找治療動(dòng)脈粥樣硬化新的藥物作用靶點(diǎn)和方法，對(duì)于降低心血管疾病的發(fā)病率和死亡率具有重要意義。

腸道微生物群TMA代謝可以通過(guò)影響TMAO的產(chǎn)生水平來(lái)調(diào)節(jié)動(dòng)脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)。TMA和膽堿都是形成TMAO的重要前體物質(zhì)。飲食中的卵磷脂、磷脂酰膽堿通過(guò)腸道轉(zhuǎn)化為膽堿之后轉(zhuǎn)化為TMA，紅肉（以及一些能量飲料和膳食補(bǔ)充劑）中發(fā)現(xiàn)的左旋肉堿也可以被轉(zhuǎn)化為TMA，故可以通過(guò)降低腸道中TMA的產(chǎn)生量來(lái)防止動(dòng)脈硬化的產(chǎn)生。產(chǎn)甲烷菌（methanogens，MA）是一類能利用氫氣、二氧化碳、醋酸、甲酸、甲醇和甲胺等并在專性厭氧環(huán)境下產(chǎn)生甲烷氣體的古菌域微生物，是腸道微生態(tài)系統(tǒng)中重要的耗氫菌[61]。Ramezani等[62]將5 種MA添加到C57BL/6小鼠的高膽堿/TMA飼料中，對(duì)它們的定殖潛力和降低TMAO的效果進(jìn)行了篩選，發(fā)現(xiàn)5 種MA均能在小鼠腸道定殖并降低血漿TMAO水平，表明腸道定植一定的MA可以降低血漿中TMAO的濃度。最近發(fā)現(xiàn)的一組MA中的某些成員，在人類腸道中發(fā)揮著不同的作用，如一種古菌發(fā)光甲烷瘤桿菌B10，它們只限于利用甲基化合物，包括以TMA作為底物，通過(guò)用氫氣還原TMA來(lái)消耗TMA[63]。史密斯甲烷桿菌是人類腸道中的主要MA，可以在95.7%的個(gè)體中檢測(cè)到，而發(fā)光甲烷單胞菌僅在4%的個(gè)體中檢測(cè)到[64]。某些MA，如甲烷八疊球菌，使用甲基化胺作為生長(zhǎng)基質(zhì)，在TMA轉(zhuǎn)化為TMAO之前阻止TMA被吸收，基于此可以作為一種治療干預(yù)[49]。此外，有研究證明產(chǎn)甲烷菌可以影響宿主代謝，進(jìn)而促進(jìn)宿主的肥胖，肥胖是促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的一個(gè)潛在因素[61]?？傊?，甲烷與腸道疾病的發(fā)生密切相關(guān)，對(duì)疾病的臨床診斷和治療具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

5.3 腸道菌群定向重塑治療動(dòng)脈粥樣硬化

定向重塑是探索腸道微生物群治療潛力的另一種方法。由于微生物群對(duì)腸道內(nèi)化學(xué)環(huán)境變化具有敏感性，各種化合物包括天然產(chǎn)物補(bǔ)充劑等都有可能引起腸道微生物群的重塑。低密度脂蛋白受體敲除（LDLr-/-）小鼠在雜糧飲食的條件下表現(xiàn)為健康狀態(tài)，但是在飼喂西方飲食（western diet，WD）時(shí)表現(xiàn)為高脂血癥和動(dòng)脈粥樣硬化，且兩者的腸道微生物組狀態(tài)不同。所以可以通過(guò)有選擇地改造西方飲食引起腸道微生物群落在體內(nèi)轉(zhuǎn)換成低脂飲食狀態(tài)，來(lái)防止動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展[65]。Chen Poshen等[66]研究表明，口服可選擇性修飾細(xì)菌生長(zhǎng)的分子環(huán)狀D,L-α-肽改善了腸道屏障的完整性，抑制了多種促炎細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生，并且由于重組腸道菌群改變了BAs的產(chǎn)生過(guò)程，進(jìn)而導(dǎo)致法尼醇X受體成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子15（FXR-fibroblast growth factor 15，F(xiàn)GF15）內(nèi)分泌軸的下調(diào)，增加了Cyp7A1的表達(dá)，使固醇轉(zhuǎn)化為BAs的能力增強(qiáng)，最終使血漿膽固醇水平的降低，證明了腸道微生物群定向重塑是可行的，并且可以發(fā)展成一種新的治療方法。雖然腸道菌群的定向重塑比益生菌治療更具有針對(duì)性，但是闡明特定的微生物群落狀態(tài)的表型結(jié)果的機(jī)制基礎(chǔ)通常是復(fù)雜的。

6 結(jié) 語(yǔ)

外界環(huán)境因素通過(guò)影響腸道菌群平衡導(dǎo)致人體心血管疾病發(fā)生，近年來(lái)很多研究都證明腸道菌群影響動(dòng)脈硬化的形成，是心血管疾病防治的新靶點(diǎn)。本文對(duì)腸道微生物群細(xì)菌代謝產(chǎn)物、細(xì)菌結(jié)構(gòu)成分和機(jī)體炎癥關(guān)系反應(yīng)兩個(gè)主要方面進(jìn)行綜述。細(xì)菌代謝產(chǎn)物中SCFAs可減輕機(jī)體炎癥反應(yīng)；TMAO、馬尿鹽酸可以誘導(dǎo)身體中的炎癥反應(yīng)，細(xì)菌代謝成分中的LPS、TLRs、NLRs能激活人體中先天性炎癥反應(yīng)，從而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的形成。因此，研究者可以從這兩個(gè)大方面進(jìn)行深入探究，尋找預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的新靶點(diǎn)。