《Frontiers in Immunology》：Gut microbiota derived indoles are altered and associate with immune activation in moderate and severe carotid stenosis
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摘要
背景：肠道微生物群失衡、其代谢物以及炎症介质与动脉粥样硬化和卒中的关联日益增多。然而，关于颈动脉粥样硬化中微生物群衍生的色氨酸和组氨酸代谢物的数据仍然匮乏。目的：研究人员（代替“我们”）调查了颈动脉粥样硬化患者与经颈动脉超声检查结果正常的健康对照组相
摘要
背景：肠道微生物群失衡、其代谢物以及炎症介质与动脉粥样硬化和卒中的关联日益增多。然而，关于颈动脉粥样硬化中微生物群衍生的色氨酸和组氨酸代谢物的数据仍然匮乏。目的：研究人员（代替“我们”）调查了颈动脉粥样硬化患者与经颈动脉超声检查结果正常的健康对照组相比，血清中微生物群衍生的吲哚类物质、咪唑丙酸盐（Imidazole Propionate，ImP）和三甲胺N-氧化物（Trimethylamine N-Oxide，TMAO）的水平，这三种代谢物代表不同的肠道细菌相关代谢物。研究人员旨在检验它们与斑块特征、免疫激活标志物和传统心血管危险因素的关系。方法：该横断面研究纳入了30例计划行颈动脉内膜切除术的患者和18例对照受试者。采用超声检查颈动脉。通过液相色谱-串联质谱法（Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry，LC-MS/MS）分析吲哚类物质、ImP和TMAO，并通过鲎变形细胞裂解物显色法（Limulus Amebocyte Lysate Chromogenic Assay）分析脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）。结果：与对照组相比，患者组显示出更低水平的吲哚-3-丙酸（Indole-3-Propionic Acid，IPA）（p=0.004）和吲哚-3-乙酸（Indole-3-Acetic Acid，IAA）（p=0.030）。在患者组中，更高水平的吲哚代谢物与更低水平的C反应蛋白（C-reactive Protein，CRP）相关。患者组与对照组之间ImP和TMAO未见差异。结论：颈动脉粥样硬化患者血清中具有潜在抗炎作用的IPA和IAA浓度降低，而炎症标志物升高，这可能提示肠道-血管-免疫轴存在紊乱。
**论文解读：肠道菌群衍生的吲哚类代谢物与中重度颈动脉狭窄中的免疫激活及斑块特征关联研究**
**研究背景**
动脉粥样硬化是一种以脂质和免疫细胞积聚及细胞外基质重塑为特征的慢性炎症性疾病。颈动脉粥样硬化因其斑块破裂和栓塞而导致缺血性卒中，颈动脉内膜切除术（Carotid Endarterectomy, CEA）是症状性高度狭窄的标准术式。然而，颈动脉粥样硬化的致病机制及其向不稳定病变的转化仍不完全清楚，限制了新型生物标志物用于风险预测及新治疗靶点的开发。
近年证据表明，肠道微生物群失调可通过产生代谢物（进入体循环并影响血管病变）影响宿主代谢和心血管风险。这些代谢物可通过调节脂质代谢、内皮功能和炎症等机制促进动脉粥样硬化。其中，最常报道的与动脉粥样硬化负荷（尤其是冠心病）相关的代谢物是三甲胺N-氧化物（Trimethylamine N-Oxide, TMAO）。吲哚类物质是肠道细菌从膳食色氨酸产生的代谢物，一般认为具有抗炎和抗动脉粥样硬化的有益作用。例如，吲哚-3-丙酸（Indole-3-Propionic Acid, IPA）具有抗氧化和抗炎特性，可减少动脉粥样硬化斑块形成；吲哚-3-乙酸（Indole-3-Acetic Acid, IAA）可恢复炎性M1与促消退M2巨噬细胞之间的平衡，产生抗炎净效应。而吲哚硫酸酯（Indoxyl Sulfate, IS3）被视为尿毒症毒素，具有促炎作用。此外，咪唑丙酸盐（Imidazole Propionate, ImP）由肠道细菌从膳食组氨酸产生，可损害胰岛素信号、促进血管炎症和斑块形成。但关于颈动脉粥样硬化中循环微生物衍生色氨酸和组氨酸代谢物的数据仍十分匮乏。
**研究目的、结论与意义**
研究人员（代替“我们”）纳入了30例接受CEA的中重度颈动脉狭窄患者（狭窄>50%）和18例颈动脉超声检查正常的健康对照，检测循环中吲哚类物质、ImP和TMAO水平，并分析其与免疫激活标志物的关系。主要发现：与对照组相比，患者血清中具有抗炎作用的吲哚-3-丙酸（IPA）和吲哚-3-乙酸（IAA）水平显著降低（IPA: p=0.004; IAA: p=0.030），而其他吲哚类物质（IS3、吲哚-3-乳酸[Indole-3-Lactic Acid, ILA]、吲哚-3-醛[Indole-3-Aldehyde, IAld]）、色氨酸、ImP和TMAO无显著差异。此外，患者组中IPA和IAA水平与C反应蛋白（C-reactive Protein, CRP）呈负相关，支持其抗炎作用。逻辑回归分析表明，在调整年龄和CRP后，IPA仍与CEA独立相关（OR=0.23, p=0.031）。该研究提示，肠道菌群衍生的色氨酸代谢物（特别是IPA和IAA）降低可能与颈动脉粥样硬化中的免疫激活相关，可能揭示了超越传统心血管危险因素的肠道-血管-免疫轴紊乱，为理解颈动脉粥样硬化及其卒中风险提供了新线索。该论文发表在《Frontiers in Immunology》。
**主要关键技术方法**
本研究为横断面观察性研究，样本来源于挪威地区2017年8月至2019年6月期间收治的患者与社区招募的对照。关键技术方法包括：（1）颈动脉超声评估斑块特征（钙化、不均质或低回声）及狭窄程度；（2）液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）定量检测血清中微生物衍生代谢物（吲哚类物质、ImP、TMAO），使用稳定同位素标记内标进行绝对定量；（3）鲎变形细胞裂解物显色法（LAL法）检测内毒素（LPS）水平；（4）统计学分析采用多变量回归（以年龄、他汀类药物和血小板抑制剂为协变量）及Firth逻辑回归评估独立关联。
**研究结果**
**3.1 患者与健康对照组基线特征**
患者组平均年龄高于对照组（70.1岁 vs. 60.9岁, p<0.001），性别、吸烟及体重指数无差异。患者组中高血压（70%）、糖尿病（以HbA1c增高反映）、炎症标志物（CRP、白细胞计数）显著升高。患者组中76.7%使用他汀类药物，90%使用血小板抑制剂，20%在近3个月内使用过抗生素。30例患者中25例有近期症状（卒中、TIA或一过性黑矇），21例MRI显示急性梗死。超声显示22例（73%）患者狭窄>70%，19例（63%）斑块呈不均质或低回声（与不稳定性相关）。
**3.2 微生物衍生代谢物与内毒素**
经年龄、他汀和血小板抑制剂校正后，患者组IPA和IAA水平显著低于对照组（IPA: p=0.004; IAA: p=0.030）。其余吲哚类物质（IS3、ILA、IAld）、色氨酸、ImP及TMAO在两组间无差异。LPS可检出的患者比例（47%）显著高于对照组（6%）（p<0.01）。Firth逻辑回归显示，年龄（OR=7.54, p<0.001）、log CRP（OR=16.61, p<0.001）和log IPA（OR=0.23, p=0.031）与CEA独立相关，而log IAA无独立关联。
**3.3 下调的吲哚代谢物与炎症标志物、LPS及斑块特征的关联**
在患者组中，IPA和IAA与CRP呈显著负相关（图1B, 1C），对照组中未见此关联。这些代谢物与LPS无相关性，亦未显示与近期症状、MRI梗死、狭窄程度或斑块特征相关。
**讨论与结论**
讨论部分指出，IPA和IAA的下调与动脉粥样硬化的促炎状态一致。IPA先前已被发现与心血管疾病风险降低相关，且可促进逆向胆固醇转运。IAA与M2巨噬细胞极化相关，抑制炎症。本研究未发现TMAO和ImP的组间差异，可能受饮食、事件后采样时间及样本量限制。研究优势在于队列特征明确、同时检测多种代谢物与炎症标志物，但样本量小、横断面设计限制因果推断，且LAL法检测LPS可能存在不足。
结论（原文翻译）：
颈动脉粥样硬化患者中，肠道微生物群衍生的色氨酸代谢物发生改变，可能与免疫激活和斑块特征相关，这或许提示了超越传统心血管危险因素的缺血性卒中关联机制。
