综述:糖尿病肾病中肠道菌群失调:通过肠-肾轴的机制与治疗靶点

【字体: 时间:2025年09月19日 来源:Frontiers in Endocrinology 4.6

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  本综述系统阐述了肠道菌群(GM)失调通过肠-肾轴驱动糖尿病肾病(DKD)进展的三大核心机制:代谢紊乱(SCFAs减少及尿毒症毒素积累)、免疫失调(TLR4/NF-κB及NLRP3炎症小体激活)和屏障功能障碍(紧密连接蛋白ZO-1破坏)。重点探讨了益生菌、高纤维饮食、丁酸盐及中医药等干预策略,为DKD防治提供了新视角。

  

引言

糖尿病肾病(DKD)作为糖尿病主要微血管并发症,是全球慢性肾脏病(CKD)和终末期肾病(ESRD)的首要诱因。近年研究凸显肠道菌群(GM)失调通过肠-肾轴在DKD发病与进展中的核心作用,其机制涉及代谢、免疫及屏障功能的动态网络互作。

临床证据:GM失调与DN的关联

DN患者呈现特征性GM结构改变:有益菌如Akkermansia、Roseburia和Alistipes显著减少,而致病菌Escherichia-Shigella富集。这些变化与肾功能指标(如eGFR下降)和炎症反应密切相关。Mendelian randomization(MR)研究证实特定菌群(如Catenibacterium)与DN风险存在因果关联,但双向因果关系及分子机制仍需深入解析。与NDKD相比,DN表现出更显著的SCFAs生成菌耗竭和代谢性病原菌(如Enterobacteriaceae)增殖,凸显疾病特异性微生物特征。

关键机制:GM失调驱动DN进展

代谢维度:SCFAs(如丁酸盐)减少削弱抗炎和免疫调节功能,而尿毒症毒素(如硫酸吲哚酯IS和硫酸对甲酚PCS)通过激活AhR通路和NF-κB信号,促进氧化应激和肾纤维化。

免疫维度:内毒素(如LPS)易位激活TLR4/MyD88/NF-κB通路和NLRP3炎症小体,引发IL-1β/IL-18成熟和细胞焦亡,同时Th17/Treg平衡打破加剧肾炎症浸润。

屏障维度:紧密连接蛋白(ZO-1、occludin)破坏导致“肠漏”,细菌碎片进入循环,形成肠-肾损伤恶性循环。高血糖特异性加剧肠道黏液层损耗,区别于NDKD。

治疗策略:靶向GM的干预

益生菌/益生元/合生元:调节GM结构,提升SCFAs水平,改善肾功能指标(如血肌酐)和代谢参数(HbA1c)。

高纤维饮食:增强SCFAs生成,修复肠屏障,抑制RAS激活和氧化应激。

丁酸盐:通过GPR43/GPR109A受体和HDAC抑制,改善线粒体功能(AMPK/PGC-1α通路),减轻肾纤维化。

中医药:如参芪地黄汤、黄葵胶囊等,通过多靶点调节菌群-代谢-免疫轴(如提升Roseburia、降低TMAO),抑制NLRP3炎症小体及炎症因子(TNF-α、IL-6)。

粪便菌群移植(FMT):在动物模型中重塑GM生态,改善肾纤维化,但临床转化需解决安全性、标准化及机制阐明问题。

局限与挑战

因果关系模糊:观察性研究和MR无法完全排除混杂因素和反向因果。

机制研究碎片化:代谢、免疫、屏障通路缺乏整合分析。

临床转化障碍:动物与人类GM差异大,缺乏纵向分期数据及个体化治疗方案。

创新与展望

未来需整合多组学技术(宏基因组、代谢组、单细胞分析),结合阶段特异性干预策略(早期增SCFAs、晚期祛毒素),并探索前沿技术如噬菌体疗法和工程菌,推动精准医疗在DN管理中的应用。

结论

GM失调通过肠-肾轴多维驱动DN进展,靶向干预GM生态有望成为防治DN的新策略,但仍需大样本RCT和机制研究支持临床转化。

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