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《自然·医学》:肠菌年轻才是真年轻?中国科学家发现,低肠道微生物年龄可抵消代谢不健康老年人的心血管风险

发表时间:2024-06-22 17:11
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心血管疾病(CVD)是全世界范围内首要的死亡原因,年龄和代谢紊乱是CVD的重要风险因素,

而代谢紊乱和年龄也是相关联的,代谢疾病的患病率随着年龄的增长而升高,老年人的CVD通常在多种合并症的背景下发生。衰老和代谢紊乱的过程伴随着肠道微生物的变化,这也是环境信号转导的结果,例如生活方式和药物,与宿主的代谢和免疫相互作用,并且随年龄变化,因此,年轻的、健康的肠道微生物可能是减少年龄相关疾病、健康衰老的关键之一。

那么,肠道微生物、年龄和代谢之间的相互作用是否以及以何种方式影响心血管健康呢? 最近,《自然·医学》杂志上,上海交通大学医学院附属瑞金医院王卫庆教授毕宇芳教授联合华大生命科学研究院李俊桦研究员、钟焕姿博士发表的研究[1]解答了这个问题。

研究团队利用超万名中国中老年人队列的数据,总结出21个关键代谢参数,以此为基础构建了5种代谢亚表型,与代谢健康型相比,肥胖相关混合型和高血糖症型个体的11.1年CVD风险分别增加75%和117%。他们还开发了一个“肠道微生物年龄”指标,独立于年龄、性别和生活方式因素影响CVD风险,年轻的肠道微生物年龄可以一定程度抵消代谢功能障碍引起的CVD风险增加。


这项研究使用的队列来自中国上海嘉定区(JD),包括JD_2010队列中的10207名40-93岁的成年人,作为代谢多合并症簇(MC)发现队列,以及JD_2014队列中的4491名44-91岁的成年人,作为肠道微生物年龄(MA)发现队列。JD_2010是2010年建立的一个基于社区的前瞻性队列,JD_2014是2014年从JD_2010中随机抽取的一个亚队列。两个队列的中位随访时间分别为11.1年和6.8年。

基于21个能够准确测量的代谢变量(包含评估肥胖、血压、血糖、胰岛素敏感性和β细胞功能、脂质和脂蛋白、肝酶,以及肾功能的标志物),研究人员将JD_2010的参与者分为5种代谢MC,每种MC具有独特的代谢特征:MC1为代谢健康型,MC2为低高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)型,MC3为高低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)型,MC4为肥胖相关混合型,MC5为高血糖症型。

MC1-5的代谢特征

研究人员在JD_2014队列和另一个类似的来自上海崇明区(CM)的队列(CM_2010,9061名参与者)中验证了这一分类方法的可靠性

在JD_2010队列的总参与者中,与MC1相比,MC4和MC5的CVD风险分别增加75%和117%,CM_2010队列中风险分别增加54%和141%,两个队列按照年龄划分的年轻亚组(<60岁)和年老亚组(≥60岁)也有类似的结果。因此,研究人员将MC1-3定义为CVD低风险组,MC4-5为CVD高风险组。


JD_2010和CM_2010队列中各组的CVD风险

两个队列中,年老亚组的MC3、MC4和MC5比例均高于年轻亚组。年老亚组无论处于CVD低风险还是高风险,CVD风险均高于年轻亚组。

利用JD_2014队列参与者的粪便样本,研究人员发现,拟杆菌属和普雷沃氏菌属能够区分不同年龄组,而栖粪杆菌属、别样杆菌属、瘤胃球菌属和巨单胞菌属则能够区分不同MC。反之则没有效果。

研究人员确定了55种与年龄有显著关联的肠道微生物,在MC1中,多种拟杆菌属的丰度与年龄呈负相关关系,这与此前研究报告的健康衰老的肠道微生物特征相一致。基于这些肠道微生物,研究人员建立了可以预测肠道微生物年龄(MA)的模型,并且在4个外部队列中进行了验证。

他们将JD_2014队列的参与者分为低MA(MA<60.5岁)和高MA(MA>60.5岁),两个MA组之间的肠道微生物组成差异明显高于5个MC组之间的差异。

考虑到MA在捕捉肠道微生物组成差异方面的表现,以及衰老、代谢紊乱和CVD之间的管理,研究人员探索了MA作为JD_2014队列中CVD独立风险因素的潜力。

在≥60岁的老年人中,与MC1-3组相比,MC4-5且高MA组的CVD风险增加至少105%,而MC4-5但低MA组的风险没有显著增加,这意味着,在CVD高风险人群中,高MA放大的CVD风险,而低MA抵消了风险,这种效果是独立于年龄、性别、受教育程度、吸烟和饮酒状况、运动、水果和蔬菜摄入,以及药物使用存在的。


不同MC与MA组合的累积CVD发生率

对于高MA,研究人员发现,高普雷沃氏菌属丰度可能通过微生物竞争驱动了一种独特的肠道生态结构,潜在地导致了高MA相关CVD风险升高。

综上,这项研究详细阐述了与年龄和代谢相关的不同的肠道微生物特征,强调了年轻的MA在调节代谢不健康的老年人的长期CVD风险方面的潜力,并阐明了减轻CVD风险和促进健康长寿的微生物靶点。

参考文献:

[1] Wang, T., Shi, Z., Ren, H. et al. Divergent age-associated and metabolism-associated gut microbiome signatures modulate cardiovascular disease risk. Nature Medicine (2024). https://doi.org/10.1038/s41591-024-03038-y



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