導讀
背景:流行病學研究證實,适度飲酒與心血管不良事件風險降低相關。人們越來越認識到腸道微生物群和代謝物的組成參與調節宿主的心血管健康。然而,适度飲酒與血清代謝物和腸道微生物組的關聯及其對冠狀動脈疾病(CAD)的影響尚未得到充分研究。
方法:對72名患有各種酒精的CAD男性患者(36名不飲酒者、18名中度飲酒者和18名重度飲酒者)和17名匹配的健康對照者進行血清非靶向代謝組學分析和糞便16S rRNA測序。MetaboAnalyst和PICRUSt2用于分析可能涉及的代謝途徑。通過Spearman相關性實現多組學分析,以揭示飲酒與CAD患者腸道微生物組和血清代謝物的相互作用。
結果:我們注意到CAD患者在血清代謝組和腸道微生物組方面的不同飲酒水平和健康對照組之間存在明顯差異。适度飲酒顯著改變了脂質組學特征,包括與患有CAD的非和重度飲酒者相比,患有CAD的中度飲酒者的鞘脂和甘油磷脂減少。此外,我們還發現患有CAD的适度飲酒者的微生物衍生代謝物減少,例如2-苯基乙酰胺和甲羟戊酸。需要注意的是,患有CAD的适度飲酒者的腸道微生物群往往與健康對照者的腸道微生物群相似。與不飲酒者相比,中度飲酒CAD患者的Paraprevotella、Lysinibacillus的相對豐度顯著升高,而雙歧杆菌屬、Megasphaera和鍊球菌屬在中度飲酒者中顯著降低。多組學分析顯示,與适度飲酒相關的特定代謝物和微生物與CAD的嚴重程度相關。
結論:我們的研究表明,适度飲酒對CAD患者血清代謝物和腸道微生物群的影響似乎與大量飲酒和不飲酒的影響是分開的。适度飲酒往往對代謝特征和共生菌群産生更積極的影響,這可以解釋其對心血管健康的有益影響。總體而言,我們的研究提供了對适度飲酒對CAD患者影響的新見解。
論文ID
原名:The Effects of Moderate Alcohol Consumption on Circulating Metabolites and Gut Microbiota in Patients With Coronary Artery Disease
譯名:适量飲酒對冠狀動脈疾病患者循環代謝産物和腸道微生物群的影響
期刊:Frontiers in Cardiovascular Medicine
IF:6.050
發表時間:2021.11.2
通訊作者:張抒揚&胡曉敏
通訊作者單位:中國醫學科學院北京協和醫院;北京協和醫院
DOI号:10.3389/fcvm.2021.767692
實驗設計
結果
1 研究人群的臨床特征
表1總結了研究隊列的臨床特征。總的來說,不同飲酒組在年齡、體重指數(BMI)和收縮壓方面沒有顯著差異。在飲酒方面,三種疾病組之間存在顯著差異。HD-CAD患者的飲酒量明顯高于MD-CAD患者(P<0.001),且白酒是最常見的飲酒類型。飲酒史、飲酒年限和飲酒頻率無顯著差異。三個疾病組在高血壓(HTN)、2型糖尿病(T2DM)、高脂血症(HLP)和脂肪肝(FLD)方面無顯著差異。在CAD嚴重程度方面,盡管Gensini評分沒有顯著差異。Gensini評分是使用冠狀動脈造影評估CAD嚴重程度,并與疾病嚴重程度呈正相關。與ND-CAD[39.50(19.25,66.75)]和HD-CAD[34.75(24.75,56.00)]相比,MD-CAD[27.50(16.00,42.75)]的Gensini平均得分最低。此外,MD-CAD中CK-MB[CK-MB是代表心血管損傷的心髒生物标志物]的平均水平與不飲酒者和大量飲酒者相比是最低的,因此,正如hs-CRP水平[hs-CRP水平代表人體的炎症狀态,慢性炎症在心血管疾病的發展中起着核心作用]。其他實驗室檢測,如總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、丙氨酸氨基轉移酶(ALT)和天冬氨酸氨基轉移酶(AST),在三個疾病組之間沒有顯著差異。因此,适量飲酒與冠心病嚴重程度的改善有關,即MD-CAD患者的病情相對較好。
表1. 研究人群的特征
數據以*平均值±标準差、#中位數(IQR)或†數字(%)表示。三組間的連續正态分布數據通過單因素方差分析進行分析。采用Kruskal-Wallis H檢驗分析三組間非正态分布的連續數據,兩組間采用Mann-Whitney U檢驗。分類變量采用χ2檢驗或Fisher精确檢驗。N/A,不适用;SBP,收縮壓;BMI,體重指數;SCAD,穩定型冠狀動脈疾病;UA,不穩定型心絞痛;MI,心肌梗死;HTN,高血壓;T2DM,2型糖尿病;HLP,高脂血症;FLD,脂肪肝;HTN藥物、抗高血壓藥物;OAD,口服降糖藥;TC,總膽固醇;TG,三酰甘油;LDL-C,低密度脂蛋白膽固醇;HDL-C,高密度脂蛋白膽固醇;ALT,丙氨酸氨基轉移酶;AST,天冬氨酸轉氨酶;CK,肌酸激酶;CK-MB,肌酸激酶MB;cTnI,肌鈣蛋白I;HsCRP,高敏C反應蛋白;HC患者與所有CAD患者的aP<0.05。ND-CAD與MD-CAD相比,bP<0.05。ND-CAD與HD-CAD的cP<0.05。MD-CAD與HD-CAD的dP<0.05。
2 不同飲酒量的冠心病患者的血清代謝組出現顯著改變
由于有報道酒精可能影響血清代謝譜,因此通過非靶向LC-MS方法探索了ND-CAD、MD-CAD和HD-CAD中的血清代謝組。經過QC和去除低豐度峰後,共獲得10416個極性離子模式代謝産物和3131個脂質模式代謝産物。PLS-DA模型用于揭示血清代謝物的變化。四種模式的分數散點圖如圖1A-D所示,每種模式的參數見補充表1。顯然,三個疾病組(ND-CAD、MD-CAD和HD-CAD)的代謝特征在得分散點圖中顯示出顯著差異,特别是在極性離子陽性模式(圖1B)和脂質陽性模式(圖1D)中。
圖1. 不同飲酒量冠心病患者的血清代謝物譜。(A–D)通過PLS-DA建模,在極性離子陰性(PLN)模式、極性離子陽性(PLP)模式、脂質陰性(LPN)模式和脂質陽性(LPP)模式下分離血清代謝物。
3 MD-CAD患者的血清代謝組改變與心血管健康狀況相關
共有203種血清代謝物被确定為與中度飲酒相關的關鍵血清代謝物,阈值為VIP>1,Wilcoxon秩和P<0.05(補充表2)。MD-CAD中的所有203種關鍵代謝物與ND-CAD或HD-CAD中的代謝物顯著不同,在三個疾病組中含量最高或最少(補充表2)。換句話說,這203種代謝物的相對豐度與飲酒量呈“U”形或凸曲線。根據先前的研究,由于MD-CAD傾向于具有更好的心血管健康,我們推測MD-CAD中最豐富的代謝物(即凸形代謝物)可能對心血管健康具有保護作用,而最缺乏的代謝物(即“U”形代謝物)可能有害。在這203種代謝物中,我們觀察到數量不可辨認的代謝物是脂質和類脂分子,如鞘脂、甘油磷脂、丙烯醇脂質和脂肪酰基(圖2A),這與其他現有報告一緻。據報道,高血漿SM水平是心血管疾病的獨立危險因素,并預測CAD的不良預後。一緻地,我們也觀察到,與其他兩個疾病組相比,MD-CAD中的鞘脂,如SM(d18:0/22:1)(LPN77)和SM(d18:1/20:0)(LPN288)在MD-CAD中消失。此外,我們觀察到,與其他兩個CAD組(ND-CAD和HD-CAD)相比,MD-CAD中所有注釋的甘油磷脂顯示出顯著的損耗(圖2A),包括磷脂酰肌醇[PI,如PI(18:1/22:6)(LPN207)和PI(20:4/18:0)(LPN208)],磷脂酰膽堿[PC,如PC(18:3/20:5)(LPP1438)],磷脂酰絲氨酸[PS,如PS(22:1/22:6)(LPP1453)、PS(22:4/22:5)(LPP1458)、PS(22:0/22:1)(LPP863)、PS(22:0/22:2)(LPP911)、PS(22:0/22:1)(LPP863)、PS(20:0/22:2)(LPP960)、PS(20:0/22:1)(LPP932)和PS(22:0/22:2)(LPP960)]。由于甘油磷脂與巨噬細胞驅動的炎症和動脈粥樣硬化相關,因此MD-CAD中甘油磷脂的消耗可能與心血管健康相關。更重要的是,PC可被腸道微生物群降解,從而轉化為TMAO,TMAO是主要心血管不良事件的一個衆所周知的危險因素。因此,PC水平越高,心血管風險越高。與其他兩個疾病組相比,MD-CAD患者的PC持續減少。
為了進一步闡明血清代謝組變化的原因,通過代謝分析進行代謝途徑富集。結果表明,這些差異代謝物主要聚集在11個途徑中(圖2B,補充表3)。在這11條通路中,萜類骨架合成(P= 0.28955,影響值 = 0.0.11429)和硫辛酸代謝(P= 0.14053,影響值 = 0.16667)被認為是潛在的靶途徑。萜類化合物對心血管疾病的預防和治療具有顯著影響,而據報道硫辛酸通過減少動脈粥樣硬化對心血管疾病有益。
圖2. 冠心病患者飲酒相關關鍵代謝物的鑒定。(A)熱圖顯示三組冠心病患者中與适度飲酒相關的部分關鍵代謝物。(B)使用代謝分析系統展示與适度飲酒相關的潛在代謝途徑的氣泡圖。ID和注釋的潛在代謝物以紅色(富含MD-CAD)或藍色(缺乏MD-CAD)突出顯示。
4 中度飲酒者CAD的腸道微生物組分類特征與健康對照組相似
由于一些差異代謝物可能是微生物群衍生的,如PC,我們通過具有足夠深度的16S rRNA測序進一步闡明了腸道微生物群的分類特征(補充圖1A)。共獲得626個OTU。就α多樣性而言,HC、ND-CAD、MD-CAD和HD-CAD中未觀察到顯著差異(補充圖1B、C)。至于β多樣性,盡管在PCoA分析中未觀察到三個疾病組之間的顯著差異(補充圖1D),但MD-CAD的分類特征幾乎與HC重疊,而在CPCoA分析中,其他兩個疾病組與HC明顯分離(圖3A)。厚壁菌門和拟杆菌門是所有組中最主要的兩個門(圖3B,補充表4)。我們注意到,MD-CAD和HC呈現出相似的放線菌和變形菌比例,而ND-CAD和HD-CAD呈現出更高的兩門比例(圖3B)。可以推斷,與其他兩種疾病組相比,MD-CAD患者腸道微生物組的分類特征與健康人更為相似。更重要的是,拟杆菌屬、Prevotella屬和糞杆菌屬是四個類群中最豐富的三個屬(圖3C)。維恩圖用于進一步說明HC、ND-CAD、MD-CAD和HD-CAD中相對豐度>0.1%的分類特征(圖3D)。四組共有82個OTU共存,三個CAD組共有94個OTU。12 個OTU在MD-CAD 中是獨一無二的,而在ND-CAD和HD-CAD中的OTU分别為15和16。我們進一步利用BugBase根據其16S rRNA序列預測腸道微生物組的表型。值得注意的是,HC和MD-CAD具有相似的“生物膜形成”細菌豐度,而ND-CAD和HD-CAD具有顯著更高的“生物膜形成”細菌豐度(圖3E)。因此,很明顯,MD-CAD比ND-CAD和HD-CAD具有更相似的分類和功能特征。這種分類上的相似性可以部分解釋MD-CAD中發現的更健康的心血管狀态。
圖3. 不同的酒精攝入量影響CAD患者腸道微生物群的分類特征。(A)根據Bray-Curtis距離(P=0.57,Adonis檢驗),通過CPCoA圖分析β多樣性。(B) 腸道菌群在門水平上的相對豐度比較(ns,不顯著,*P<0.05,Mann-Whitney U檢驗。腸變形菌門:MD-CAD與HC:P=0.176,MD-CAD與ND-CAD:P=0.219,MD-CAD與HD-CAD:P=0.019)。(C) 弦圖顯示了優勢屬及其對每個類群的貢獻。(D)表示重疊OTU數量的維恩圖。(E)BugBase預測的生物膜形成細菌的相對豐度(ns,不顯著,*P<0.05,Mann-Whitney U-test。MD-CAD與HC:P=0.708,MD-CAD與ND-CAD:P=0.015,MD-CAD與HD-CAD:P=0.007)。
5 MD-CAD中微生物群的變化與心血管健康相關
為了進一步闡明MD-CAD中腸道微生物組的改變,采用edgeR的阈值為P<0.05和FDR<0.02。HC和MD-CAD之間隻有五個OTU顯示出顯著差異(圖4A)。然而,MD-CAD和ND-CAD之間有21個顯著差異OTU(圖4B),而MD-CAD和HD-CAD之間有27個顯著差異OTU(圖4C)。很明顯,對于MD-CAD,與ND-CAD和HD-CAD相比,與HC相比,發現更多的差異OTU。這進一步證實了HC和MD-CAD之間腸道微生物組分類特征的相似性。我們懷疑适量飲酒會使冠心病患者的腸道菌群改變為與HC更相似的特征。我們進一步研究了ND-CAD和MD-CAD之間的差異微生物組。在門水平上,發現放線菌、厚壁菌和拟杆菌有顯著差異(圖4D)。在屬水平上,與ND-CAD相比,MD-CAD中的Paraprevotella和Lysinibacillus顯著升高,而MD-CAD中的雙歧杆菌、Megasphaera和鍊球菌顯著減少(圖4E)。在物種水平上,我們注意到15個與适度飲酒相關的關鍵OTU(關鍵OTU在“材料和方法”一節中定義),這些OTU顯示MD-CAD和ND-CAD之間存在顯著差異(圖4F,補充表5)。卵形拟杆菌(OTU 135,在MD-CAD中缺失)被發現促進IgA的産生,IgA是一種自身免疫性疾病炎症介質,因此被認為是心血管疾病的驅動因素。據報道,斯特科雷夫特菌(OTU 155,富含MD-CAD)對超重疾病患者有益。據報道,在高血壓患者中,Bacteroides coprocola(OTU 14,MD-CAD中缺失)富集。我們的結果表明,适量飲酒可能促進潛在有益細菌的生長,抑制潛在緻病菌的生長。
此外,我們利用PICRUSt2預測了可能的功能途徑。與ND-CAD相比,我們發現MD-CAD中有12條明顯受影響的通路(補充圖2,補充表6)。此外,我們發現MD-CAD中缺失的微生物(OTU 19、OTU 13、OTU 12、OTU 51和OTU 135)都與MD-CAD中缺失的途徑呈正相關,特别是蛋氨酸相關途徑[L-蛋氨酸生物合成的超級通路(轉硫),L-蛋氨酸生物合成I和S-腺苷-L-蛋氨酸生物合成的超級通路]。此外,我們發現這些途徑中的大多數與代謝物降解或生物合成密切相關,如葡萄糖和葡萄糖-1-磷酸降解、乳糖和半乳糖降解I。因此,我們推測,在MD-CAD中,腸道微生物群可能表現出功能性變化,從而導緻血清代謝組的改變。
圖4. 中度飲酒與冠心病患者腸道菌群的某些變化有關。(A–C)火山圖顯示不同飲酒水平的冠心病患者的不同OTU。(A)MD-CAD與HC。(B)MD-CAD與ND-CAD。(C)MD-CAD與HD-CAD。與HC、ND-CAD和HD-CAD相比,圖中标記的數字分别表示MD-CAD中顯著耗盡的OTU(以綠色突出顯示)或富集的OTU(以紅色突出顯示)。(D)曼哈頓圖展示了差異豐富的OTU及其對每個門的貢獻。(E)熱圖顯示了MD-CAD和ND-CAD之間顯著不同的屬的相對豐度。(F)與适度飲酒相關的差異OTU相對豐度概述。用P<0.05和FDR<0.2篩選差異otu。ns,不顯著。*edgeR分析P<0.05和FDR<0.2,**P<0.01和FDR<0.2,***P<0.001和FDR<0.2。
6 多組學分析揭示了飲酒、腸道微生物組和血清代謝組之間的關聯
我們利用Spearman相關性分析了關鍵OTU和血清代謝物之間的相關性(圖5A)。幾個關鍵的OTU與血清代謝物顯著相關。我們推斷可能是腸道微生物組的改變影響了血清代謝物的特征。此外,我們将關鍵代謝物與臨床指标相關聯,并發現了幾個顯著的Spearman相關性(圖5B)。我們在Sankey地圖中表示了這些相互關系,如圖6所示。我們注意到,長雙歧杆菌(OTU 12,在MD-CAD中缺失)、Lachnospiraceae gen.(OTU 127,在MD-CAD中缺失)和缬草杆菌(OTU 57,在MD-CAD中富集)是影響血清代謝組的三個主要物種。就臨床指标而言,Gensini評分與9R羟基十八碳二烯酸(PLP716,在MD-CAD中升高)和丁香酸(PLP7081,在MD-CAD中升高)呈正相關,與β-香茅醇(PLP3157,在MD-CAD中耗盡)和反式、順式-3,6-壬二烯-1-醇(PLP4864,在MD-CAD中耗盡)呈負相關。此外,cTnI與12S氫過氧二十碳五烯酸呈負相關(12-HPEPE,PLP2108,在MD-CAD中升高)。相關分析表明,MD-CAD患者中擁有相對較好的心血管健康可能與血清代謝組和腸道微生物組改變有關。
圖5. 不同血清代謝物和OTU之間的Spearman相關性與中度飲酒或CAD主要臨床參數相關。(A)不同血清代謝物與适度飲酒相關OTU之間的Spearman相關性。(B)不同血清代謝物與中度飲酒相關的主要臨床參數之間的Spearman相關性。代謝産物或OTU的ID以紅色(富含MD-CAD)和藍色(缺乏MD-CAD)突出顯示*P<0.05,**P<0.01。載脂蛋白B;TC,總膽固醇;低密度脂蛋白膽固醇;家族史:有CAD家族史;肌鈣蛋白I,心肌托品素I;高密度脂蛋白膽固醇;載脂蛋白A1;遊離脂肪酸;Lpa,脂蛋白(a);高敏C反應蛋白;肌酸;甘油三酯;空腹血糖;尿酸;血尿素氮;血管數量、狹窄血管數量;高血壓;2型糖尿病;高脂血症;CK-MB,肌酸激酶MB;肌酸激酶;NYHA,NYHA分類等級。
圖6. 腸道菌群、血清代謝特征和與中度飲酒相關的主要臨床參數與冠心病之間的相互關系。Sankey圖用于檢查與适度飲酒相關的不同OTU和血清代謝物與CAD主要臨床參數之間的關系。紅色連接表示顯著正相關,藍色連接表示顯著負相關(Spearman相關分析,P<0.05)。在左欄中,淺藍色框表示與ND-CAD和HD-CAD相比,MD-CAD中的OTU顯著減少,而淺橙色框表示與ND-CAD和HD-CAD相比,MD-CAD中的OTU顯著增加。在中柱中,暗藍色盒表示與NDCAD和HD-CAD相比,在MD CAD中顯著降低的代謝特征,而暗橙盒表示與NDCAD和HD-CAD相比,在MD CAD中顯著增加的代謝特征。右欄顯示了CAD的一些主要臨床參數。CK-MB,肌酸激酶MB;肌鈣蛋白I,心肌托品素I;肌酸;載脂蛋白A1;空腹血糖;甘油三酯;遊離脂肪酸;尿酸;載脂蛋白B;低密度脂蛋白膽固醇;TC,總膽固醇。
讨論
酒精對心血管系統的影響複雜,随劑量變化而變化。觀察性和前瞻性研究一緻表明,與酗酒和不喝酒的人相比,低飲酒水平的人心血管疾病和全因死亡率較低。在我們的研究中,我們發現中度飲酒的冠心病患者心血管狀況相對健康,即Gensini評分、CK-MB和hs-CRP水平較低。因此,我們進一步研究了血清代謝組和腸道微生物組的分類特征,以揭示适度飲酒與健康心血管狀況之間的可能關聯。
與ND-CAD和HD-CAD相比,MD-CAD的血清代謝組出現顯著改變。具有代表性的代謝物是鞘脂和甘油磷脂,它們在MD-CAD中都顯著減少。鞘脂在人類和靈長類動物的動脈粥樣硬化斑塊形成過程中積累。新的研究發現血漿中高水平的鞘脂是冠心病的獨立危險因素。此外,對動物模型的研究證實,鞘脂會導緻肥胖和胰島素抵抗的發展。靶向鞘脂代謝的藥物可以改善代謝紊亂的狀況和預後。一直以來,在我們的研究中,與适量飲酒相關的鞘脂消耗傾向于緩解心血管壓力。此外,據報道,C19-鞘氨醇-1-磷酸(S1P,LPP138,MD-CAD缺失)通過激活血管平滑肌細胞的增殖和遷移而參與多種心血管疾病的發病機制。因此,我們懷疑适量飲酒可能會抑制鞘脂水平,從而具有心血管保護作用。至于甘油磷脂,包括PC、PI和PS,越來越多的證據表明甘油磷脂促進心血管疾病的進展。研究表明,PC與CAD患病率呈正相關,而适量飲酒可降低PC水平。一緻地,在我們的研究中,我們發現MD-CAD患者的PC(LPP1438,HMDB0008182)比HD-CAD和ND-CAD患者的PC(LPP1438,HMDB0008182)減少,這表明适量飲酒可能會減少PC并改善心血管健康。此外,據報道,在高血壓患者中,PI與收縮壓(SBP)呈正相關。此外,研究人員發現,與對照組相比,接受酒精治療的大鼠的PI和PS降低。在我們的研究中,PI(LPN 207,LPN208,兩者在MD-CAD中均降低)與心肌損傷的生物标志物CK-MB呈顯著正相關。總的來說,與适度飲酒相關的甘油磷脂的減少往往有利于心血管健康。
除了鞘脂和甘油磷脂外,其他幾種代謝物也引起了我們的注意。首先,值得一提的是,2-苯乙酰胺(PLP4198,在MD-CAD中減少)與長雙歧杆菌(OTU 12,在MD-CAD中減少)(P<0.029,Rho=0.302)和尿酸(UA)(P=0.003,Rho=0.409)呈正相關。高濃度UA與心血管疾病相關。據報道,2-苯乙酰胺(PLP4198)是細菌将芳香族氨基酸苯丙氨酸(Phe)發酵成苯乙酸(PAA)的中間産物。宿主體内PAA的下遊産物是PAGln,它通過腎上腺素能受體發揮作用,增加血栓形成和CAD的風險。因此,我們可以推斷MD-CAD中2-苯乙酰胺(PLP4198)的減少可能與相關細菌有關,從而改善心血管系統的健康。其次,甲戊酸(PLP5058,MD-CAD中缺失)是關鍵酶3-羟基-3-甲基戊二酰輔酶A(HMG-CoA)還原酶催化合成萜類主鍊的關鍵中間産物。Wang等人觀察到高脂血症大鼠的甲戊酸顯著升高,而在中國使用民間藥物進行降脂治療後,甲戊酸顯著降低。至于萜類骨架合成中的關鍵酶,基因組和系統發育分析表明,多種細菌具有與人類相似的HMG-CoA還原酶。根據我們的研究結果,我們推測适量飲酒可能通過抑制具有合成甲戊酸能力的細菌的增殖來抑制膽固醇的合成。第三,1-甲基組胺(PLP6139,MD-CAD中缺失)是過敏反應的生物标志物,是組胺的主要分解代謝産物。與重度飲酒者相比,中度飲酒者的1-甲基組胺濃度降低,嗜酒大鼠的1-甲基組胺濃度升高。此外,1-甲基組胺是一種重要的心髒基質,在氧化應激期間激活單胺氧化酶并誘導心髒産生活性氧。我們的結果與這些發現一緻,并表明,由于适度飲酒,中度飲酒者1-甲基組胺(PLP6139,MD-CAD中缺失)的減少可能在改善過敏反應和氧化應激中發揮作用。此外,12-HPEPE(PLP2108,在MD-CAD中增加)引起了我們的特别注意。一項早期體外研究證實,有效的血小闆聚集抑制劑12-HPEPE可抑制血小闆聚集和5-羟色胺釋放。在MD-CAD中觀察到的12-HPEPE升高可能表明對動脈粥樣硬化斑塊的進展有積極作用。
由于幾種代謝物來源于微生物群,我們關注MD-CAD中腸道微生物群的變化。MD-CAD的分類特征與HC相似,與HD-CAD和ND-CAD相比,MD-CAD中的幾種腸道微生物發生了顯著變化。Oscillibacter valericigenes (OTU 57,在MD-CAD中升高)引起了我們的特别關注。據報道,克羅恩病患者體内的Oscillibacter valericines缺失,Oscillibacter屬的減少可能會促進炎症。此外,據報道,Oscillibacter屬能夠産生丁酸和戊酸。丁酸和戊酸都是衆所周知的有益于腸道健康的物質。因此,Oscillibacter valericigenes被認為是有益的物種。我們的研究結果表明,酒精可能促進Oscillibacter valericigenes(OTU 57,在MD-CAD中升高),從而有益于心血管健康。與HD-CAD和ND-CAD相比,MD-CAD中Enterococcus villorum(OTU 19)的相對豐度降低。據報道,糞腸球菌被确定為肝細胞死亡和肝損傷的原因。由于Enterococcus villorum(OTU 19)與糞腸球菌屬于同一個屬,我們懷疑其缺失可能對肝髒有益。我們的結果表明,适量飲酒可能促進潛在有益細菌的生長,并可能抑制潛在緻病菌。
此外,多組學相關性表明,适量飲酒可能通過影響腸道微生物組和血清代謝組而有益于心血管健康。在我們的研究中,通過适度飲酒,在三個疾病組中,潛在的有益腸道微生物(如Enterococcus villorum OTU 57和Paraprevotella claraOTU 95)在MD-CAD中的豐度最高,與ND-CAD和HD-CAD相比,MD-CAD中的潛在緻病性腸道微生物(如卵形拟杆菌OTU 135和Bacteroides coprocolaOTU 14)的豐度最低。此外,Oscillibactervalericigenes OTU 57和Pararevotella clara OTU 95的升高均與鞘脂和甘油磷脂(如LPP138、LPP863和LPP911)呈負相關,已知通過激活血管平滑肌細胞的增殖和遷移促進心血管疾病的進展。此外,潛在鞘脂和甘油磷脂的消耗與指示疾病嚴重程度的臨床指标(如Gensini評分、CK-MB、FFA和UA)呈正相關。
總之,我們提出了一個新概念,即“通過腸道微生物群調節酒精含量”對人類心血管健康的影響。研究發現,飲酒會對許多疾病産生因果影響,包括缺血性心髒病、高血壓性心髒病和中風。我們推測适量飲酒可能會調節腸道微生态和血清代謝物,這可能在改善CAD方面起重要作用。飲酒應被視為心血管系統的重要調節因素。然而,未來仍需進行功能驗證和探索性研究,以驗證因果關系。
這項研究的一些局限性需要得到承認。首先,雖然我們隊列的臨床特征與普通冠心病患者一緻,但樣本量相對較小。第二,研究人群僅包括男性;因此,不确定這一發現是否也适用于患有冠心病的女性。第三,非目标代謝組學在血清代謝物注釋中的準确性有限。未來的工作需要建立适度飲酒與這些血清代謝物和腸道微生物群變化之間的确切關系。
結論
總的來說,我們的研究通過影響腸道微生物群和血清代謝組,為适度飲酒對心血管健康的影響提供了新的見解。中度飲酒對冠心病患者代謝産物和微生物群的影響似乎與重度飲酒或不飲酒的冠心病患者有所不同。适度飲酒可能對冠心病患者的代謝狀況和共生菌群有更積極的影響,這可能解釋适度飲酒如何影響心血管健康。
原文鍊接:/articles/10.3389/fcvm.2021.767692/full
來源:微生态
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