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肠道微生物调节机体对心血管药物的反应

发布日期:2022-11-03 浏览次数:895

心血管疾病(CVD)仍然是全球范围内主要的死亡原因。肠道菌群的改变与动脉粥样硬化,血脂异常,高血压和心力衰竭有关。微生物群具有代谢药物的能力,这引起了药物药代动力学和药效学改变或形成有毒代谢物,从而干扰药物的反应。早期有证据表明,肠道微生物组可调节对机体对他汀类药物和降压药物的反应。因此,肠道微生物组对心血管疾病风险和异生物素代谢的影响研究正在成为一个新的研究热点。2019年9月,Sony Tuteja和Jane F. Ferguson发表在《Circulation: Genomic and Precision Medicine》杂志上的文章《Gut Microbiome and Response to Cardiovascular Drugs》中,重点介绍了肠道微生物组促进药物生物转化并影响药理功效的机制。这篇文章能够使我们更好地了解肠道微生物组、宿主因素和对药物的反应之间的复杂相互作用,这对于未来开发靶向CVD的新型精准疗法至关重要。

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 越来越多的证据表明肠道微生物组的活性和组成与健康和疾病有关。人体中存在着数以万亿计的微生物,这些微生物统称为微生物组。这些微生物群共同拥有的基因数量是人类基因组编码基因的数百倍。肠道微生物组是一个复杂的群落,其能够影响宿主代谢功能,例如:加工营养物和调节免疫系统,这些对于维持宿主生理健康都是不可或缺的。
肠道微生物组组成的改变与肥胖、糖尿病、CVD(动脉粥样硬化、血脂异常、高血压、心力衰竭)等多种人类疾病的发病机制有关。肠道菌群可以通过产生生物活性物质(例如:多肽、抗生素、氨基酸、胆汁酸等)来影响宿主功能。曾报道,源于肠道的代谢产物(例如:短链脂肪酸和胆汁酸)与CVD相关。最近发现,三甲胺-N-氧化物(TMAO),一种通过肠道微生物组的作用从饮食中的胆碱和肉碱衍生的代谢产物,是导致CVD风险的原因之一。此外,肠内微生物群会影响异种药物的代谢进而影响药物活性。另一方面,微生物组衍生的代谢物也可能通过干扰药物的药代动力学和药效动力学而影响药物反应。

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肠道微生物影响药物反应的机制

A. 肠道菌群产生的酶可以通过干扰药物药代动力学的生化反应(乙酰化,β-葡萄糖醛酸化,去结合,二羟基化,脱硝,水解,还原等),直接代谢药物。 这些反应可以生物转化药物以激活代谢物、使化合物失活、或导致有毒代谢产物的形成B. 肠道微生物群可以通过产生微生物代谢产物,间接影响对药物的反应,这些代谢产物可以与宿主运输或排毒系统竞争,影响宿主受体信号传导途径,并改变宿主的基因表达。对于胆汁排泄的药物,还存在微生物与药物相互作用的其他途径。

高通量测序技术的进步,例如:16S扩增子测序或shotgun宏基因组学,使得我们无需培养即可鉴定与人类相关的微生物,这为我们研究微生物组提供了极大的便利。结合代谢组学和其他组学分析,以及功能性研究,将使我们能够确定肠道微生物组与宿主相互作用以调节药物代谢和反应的机制。目前,我们对微生物-宿主相互作用及其对CVD和药物反应的影响仍未完全了解我们还需要全面的深度表型研究,以了解宿主、微生物组和药物之间的方向性和复杂关系。另一方面,我们仍然需要进行良好控制的临床研究,以调查微生物组组成差异对疾病治疗结果的影响。总之,对肠道微生物组导致CVD风险和药物反应的分子机制的深入了解,将使我们能够改善CVD患者的预后,并朝着微生物组信息化方向发展。