肠道微生物组和粪便代谢组分析揭示急性心肌梗死的潜在无创生物标志物

《Probiotics and Antimicrobial Proteins》：Gut Microbiome and Fecal Metabolome Analysis Reveal Potential Non-Invasive Biomarkers For Acute Myocardial Infarction

　　

摘要

尽管肠道微生物组已被认为是人类健康的重要组成部分，但其与微生物代谢产物对急性心肌梗死（AMI）的联合效应仍知之甚少。本研究利用16 S rRNA测序和非靶向液相色谱-质谱（LC-MS）代谢组学分析，对24例AMI患者和24例健康个体的肠道微生物组组成进行了研究，旨在鉴定微生物生物标志物、代谢物特征谱及关键功能通路。结果显示，α多样性在两组间无显著差异，但β多样性在AMI患者与对照组之间存在显著差异。在分类水平上，与对照组相比，AMI组的拟杆菌门、变形菌门、大肠埃希菌-志贺菌属、柯林斯菌属和克雷伯菌属增加，而厚壁菌门、放线菌门和双歧杆菌属减少。代谢组学分析鉴定出七种对AMI具有强区分能力的代谢物，曲线下面积（AUC）值为0.91至0.99。其中，S-腺苷-L-同型半胱氨酸、花青素3-[6-(4-葡萄糖基香豆基)槐糖苷]5-葡萄糖苷和5-甲基四氢叶酸上调，而前列腺素J2、白三烯A4和5-HEPE下调。基于上述发现，上调代谢物S-腺苷-L-同型半胱氨酸、花青素3-[6-(4-葡萄糖基香豆基)槐糖苷]5-葡萄糖苷、5-甲基四氢叶酸以及下调代谢物前列腺素J2、白三烯A4和5-HEPE是AMI的候选无创生物标志物，需进一步验证。功能通路分析揭示了精氨酸生物合成和叶酸介导的一碳代谢存在显著紊乱。Spearman相关性分析表明，特定的肠道微生物分类群与AMI相关通路中的临床参数和代谢物显著相关。这些发现揭示了中国AMI患者与健康对照组之间存在独特的微生物和代谢特征谱。未来研究应进一步探究因果机制，并评估靶向微生物群的方法在心血管疾病预防和治疗中的应用。