陳麗娜 曾祥源 李森浩 周軍
慢性心力衰竭(chronic heart failure,CHF)主要表現(xiàn)為肺淤血和體循環(huán)淤血,是各種心血管疾病的終末階段。盡管目前新型抗心力衰竭藥物(如人腦鈉肽、左西孟丹、沙庫巴曲纈沙坦鈉片等)在CHF治療中取得了一定成效,但總體而言,CHF患者的遠(yuǎn)期預(yù)后仍較差,病死率較高[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國目前CHF患者超400萬例,其中住院患者病死率約為4.1%[2-3]。近年來研究表明,腸道菌群在CHF發(fā)病過程中起著重要作用[4-6],有可能成為CHF治療的新靶點(diǎn)。因此,本文從腸道菌群概述、腸道菌群及其代謝產(chǎn)物與CHF的關(guān)系、干預(yù)策略等方面作一綜述,以期為臨床CHF診治提供參考。
人體腸道菌群種類繁多,以擬桿菌門、厚壁菌門為主[7-8],具有調(diào)節(jié)腸黏膜功能、協(xié)助免疫組織分化成熟、抑制病原微生物繁殖等作用[9]。腸道菌群主要是通過糖分解和蛋白水解參與食物代謝,代謝產(chǎn)物有氧化三甲胺(trimethylamine N-oxide,TMAO)、短鏈脂肪酸、膽堿類、膽汁酸、硫化氫等,其中一些代謝產(chǎn)物對人體有一定的毒性。
當(dāng)患者發(fā)生CHF時(shí),其腸道菌群組成也在發(fā)生變化。研究表明,CHF患者腸道菌群中的柯林斯菌、丹毒絲菌、布勞特菌明顯減少,而沙門菌、彎曲桿菌、志賀菌等致病菌則明顯增多,其菌群變化與CHF嚴(yán)重程度具有一定的相關(guān)性[10-11]。有學(xué)者通過16SrRNA高通量測序技術(shù)檢測CHF患者的糞便菌群,發(fā)現(xiàn)菌群組成種類明顯減少[10]。某研究也通過該技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)高齡CHF患者腸道菌群中變形菌門明顯增多,而擬桿菌門明顯減少[12]。Pasini等[11]發(fā)現(xiàn)CHF患者糞便中沙門菌、志賀菌等致病菌明顯增多。上述研究均提示CHF患者腸道菌群組成與健康人群存在較大的差異。目前主流觀點(diǎn)認(rèn)為,CHF患者心輸出量減少、交感神經(jīng)興奮,致使腸道低灌注、腸屏障功能受損、腸道菌群和內(nèi)毒素易位,通過血液循環(huán)介導(dǎo)全身性炎癥反應(yīng),進(jìn)而加重CHF[13]。但這僅僅是一種假說,關(guān)于腸道菌群與CHF的關(guān)系仍需要大量研究來論證。
研究表明,雞蛋、紅肉、奶制品等食物是TMAO的潛在來源[14];這些食物在腸道菌群和肝臟的共同作用下代謝為TMAO,最后經(jīng)腎臟排出體外[15]。當(dāng)患者發(fā)生CHF時(shí),由于腸道低灌注以及腸壁組織充血、水腫,致使腸壁滲透性增加、循環(huán)障礙,TMAO滲透進(jìn)入血液,從而加重CHF。Trseid等[16]、Tang等[17]的隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn),CHF患者空腹血清TMAO水平明顯高于健康組,同時(shí)血清TMAO水平與CHF嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。相關(guān)體外研究表明,TMAO可刺激內(nèi)皮細(xì)胞,促進(jìn)NLRP3炎癥小體、白細(xì)胞介素-6、腫瘤壞死因子-α等炎癥因子的分泌,加劇血管內(nèi)炎癥反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞大量凋亡并發(fā)展為心肌纖維化,加快病情的進(jìn)展[18-19]。對于CHF患者而言,心臟排血量減少可導(dǎo)致腸道淤血,進(jìn)而破壞腸道原有的屏障功能,使更多的TAMO進(jìn)入血液循環(huán),加劇CHF的發(fā)生和發(fā)展;同時(shí)血液中腸道菌群代謝產(chǎn)物增加致使腎小管受損,使得TMAO經(jīng)腎臟排出減少,而體內(nèi)過多的TMAO也會加劇CHF的發(fā)生和發(fā)展[20]。
研究表明,調(diào)節(jié)CHF患者腸道菌群平衡、改善腸道微生態(tài)、調(diào)控TMAO代謝途徑、減輕炎癥反應(yīng),均可能減少心肌細(xì)胞凋亡,減輕心肌纖維化,進(jìn)而改善CHF患者的預(yù)后[7]。
Zhang等[21]認(rèn)為有效調(diào)節(jié)腸道菌群、減少代謝產(chǎn)物TMAO生成、促進(jìn)代謝產(chǎn)物TMAO排泄是未來治療CHF的新研究方向。對于CHF患者,具體可以從以下5個(gè)方面進(jìn)行干預(yù):(1)盡量減少易產(chǎn)生TMAO食物的攝入,降低血漿TMAO水平,延緩CHF的進(jìn)展[22]。(2)可考慮應(yīng)用一些能有效抑制有害腸道菌群繁殖的抗生素來減少體內(nèi)TMAO的生成。研究表明,一些抗生素能有效抑制腸道有害菌群的繁殖,從而減少TMAO的產(chǎn)生,降低血漿TMAO水平[23],但是由于抗生素同時(shí)也會抑制腸道有益菌群的繁殖,且易產(chǎn)生耐藥菌,因此其臨床療效還需更多臨床研究來證實(shí)。(3)通過直接口服益生菌來增加腸道有益菌群數(shù)量,也能有效降低CHF患者血漿TMAO水平,且較口服抗生素的不良反應(yīng)明顯減少[24]。(4)通過體內(nèi)移植低產(chǎn)TMAO的腸道菌群來降低TMAO的生成。但是目前此類研究較少,具體臨床應(yīng)用尚需進(jìn)一步考證。(5)一些藥物對TMAO的排泄具有一定的促進(jìn)作用。近期Konop等[25]研究發(fā)現(xiàn)血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑可以有效降低血漿TMAO水平,同時(shí)口服活性炭吸附劑也有助于清除腸道中的毒性物質(zhì),從而降低血漿TMAO水平。
綜上所述,腸道菌群及其代謝產(chǎn)物TMAO與CHF的關(guān)系密切。目前關(guān)于腸道菌群與CHF關(guān)系的研究日漸增多,隨著各研究的不斷深入以及各種藥物的不斷研發(fā),通過有效干預(yù)腸道菌群、降低體內(nèi)TMAO水平的干預(yù)策略將被廣泛應(yīng)用于臨床,使CHF患者受益。