越来越多的证据表明，肠道微生物群失调通过代谢、炎症和凝血相关机制促进冠心病(CHD)的发病，但对CHD患者的全面多组学研究仍然有限。为此，研究人员团队旨在表征CHD的多组学特征并识别潜在的诊断生物标志物。研究采用超高效液相色谱(UHPLC)耦合轨道阱质谱(MS)进行非靶向代谢组学分析，并使用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)进行定量蛋白质组学分析。基于此项工作的论文已发表在《Frontiers in Microbiology》上¹。
全球每年约有1860万人死于心血管疾病，其中作为全球主要死亡和致残原因的冠心病占近45%²。虽然他汀类药物调节血脂、抗血小板治疗和血管重建技术等临床干预措施已显著改善CHD管理，通过减缓疾病进展和提高患者预后³⁻⁵，但在疾病的早期阶段准确检测、实现个体化治疗以及降低再入院率方面仍面临挑战。论文作者写道¹："为进一步改善CHD预防和管理，通过深入理解疾病的潜在分子机制，识别能够促进早期诊断和精准干预的分子生物标志物和治疗靶点至关重要。"
最新证据突显了肠道微生物群及其代谢物在CHD发病和进展中的关键作用⁶,⁷。三甲胺(TMA)由肠道微生物群代谢饮食中的胆碱和肉碱生成，在肝脏中被氧化形成三甲胺-N-氧化物(TMAO)，后者促进动脉粥样硬化进展，增强血小板反应性，并增加不良心血管事件的风险⁸,⁹。因此，研究团队认为，肠道微生物群组成和功能的改变可能为CHD的早期检测和分层提供关键生物学信息¹。
本研究中，研究人员收集了10名临床确诊CHD患者以及10名健康对照者的血液和粪便样本进行分析。使用16S核糖体RNA高通量测序评估肠道微生物群组成，并进一步进行鸟枪法宏基因组测序，通过京都基因与基因组百科全书(KEGG)注释和差异通路分析评估微生物功能潜力。使用Spearman相关性分析构建差异表达代谢物和蛋白质之间的功能相互作用网络，并使用受试者工作特征(ROC)曲线分析评估候选生物标志物的诊断潜力¹。
研究人员报告，在门水平上，CHD组显示出变形菌门(Pseudomonadota)丰度增加，而厚壁菌门(Bacillota)和放线菌门(Actinomycetota)丰度降低。在属水平上，大肠杆菌-志贺氏菌属(Escherichia-Shigella)、拟杆菌属(Bacteroides)和克雷伯氏菌属(Klebsiella)显著富集；相反，双歧杆菌属(Bifidobacterium)和粪杆菌属(Faecalibacterium)丰度降低。鸟枪法宏基因组分析显示CHD中肠道微生物群功能重塑，与能量代谢、炎症信号传导和宿主-微生物相互作用相关的KEGG通路上调。血清代谢组学和蛋白质组学分析分别揭示了32种差异表达代谢物和38种差异表达蛋白质。相关性分析显示磷脂代谢物与载脂蛋白、炎症介质与补体系统、非对称二甲基精氨酸与内皮功能相关蛋白以及氧化应激代谢物与抗氧化蛋白之间存在显著关联。ROC分析确定了几个具有高诊断价值的潜在生物标志物¹。
论文作者指出，该研究证明"CHD患者表现出显著的肠道微生物群失调、独特的代谢通路改变以及凝血和炎症相关蛋白的异常表达。这些发现为CHD预防和治疗策略的潜在靶点提供了新见解。"¹
研究：HPLC-MS/MS测定法已验证用于心血管代谢组学
参考文献
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