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克利夫兰诊所发现新的肠道菌群代谢物与心血管疾病密切相关

SCIEX

2020.3.27

全球有超过3.92亿糖尿病患者，其中2型糖尿病（Type 2 Diabetes Mellitus,T2DM）患者占糖尿病患者总数的90%-95%。T2DM患者的心血管疾病（Cardiovascular Disease, CVD）发病率至少是未患病者的两倍，并且在临床中表现出更严重的心血管不良反应（MACE=Major Adverse Cardiovascular Events），如心血管死亡、心肌梗死和卒中。约有三分之二的糖尿病患者因CVD死亡。

非靶向代谢组学通过“无偏见”的方式对生物体所有的代谢物进行筛选，非常适合应用于复杂疾病代谢通路的研究。因此在精准医学研究领域，液相色谱质谱联用系统是进行代谢物筛选和检测的强有力平台。

克利夫兰诊所科学家在2型糖尿病患者体内，发现了一种新的肠道菌群代谢产物----苯乙酰谷氨酰胺（Phenylacetylglutamine, PAG），与心血管疾病的发展密切相关。该结果2020年3月5日发表于《Cell》杂志[1]。

图：来自肠道菌群代谢产生的PAG与人心血管疾病密切相关

（Nemet et al., 2020, Cell 180, 862–877）

Stanley Hazen博士研究组使用SCIEX TripleTOF® LC-MS/MS系统，对1162例T2DM受试者（接受选择性心脏诊断评估，3年随访）血浆进行了非靶向代谢组学分析。他们发现与MACE风险高度相关的小分子代谢物包括明星分子氧化三甲胺（Trimethylamine N-oxide ,TMAO），三甲基赖氨酸等[2]。除此之外，还发现了一种新的小分子化合物（m/z 265.1188），通过高分辨的MS/MS谱图和数据库检索，该化合物被鉴定为苯乙酰谷氨酰胺（PAG）。

而且发现，PAG是食物中的苯丙氨酸在肠道菌群的作用下生成的代谢产物。为了进一步对非靶向代谢组学结果进行确证，作者开发了稳定同位素稀释方法，采用独立的非重叠验证队列（n=4000例），结果显示在T2DM患者血浆中PAG水平显著高于非T2DM患者（P=0.002）。Kaplan-Meier生存分析显示受试者血浆中PAG含量越高，MACE风险也越高。

Hazen博士说：“在过去的十年中，越来越多的数据表明肠道菌群在健康中起着重要作用，特别是与心血管有关的疾病[3]。”我们发现血液中PAG的含量以多种不同方式增加了患心血管疾病的风险。

克利夫兰诊所心血管与代谢科学系的Stanley Hazen博士领导的研究组主要从事炎症和氧化应激与心血管疾病的机理研究，他发表了200多篇同行评议的文章，为心血管疾病炎症的新认识，新诊断和治疗工具的开发作出了贡献。

参考文献：

1.Nemet, I., et al., A Cardiovascular Disease-Linked Gut Microbial Metabolite Acts via Adrenergic Receptors. Cell, 2020. 180(5): p. 862-877 e22.

2.Zhu, W., et al., Gut Microbial Metabolite TMAO Enhances Platelet Hyperreactivity and Thrombosis Risk. Cell, 2016. 165(1): p. 111-124.

3.Brown, J.M. and S.L. Hazen, Microbial modulation of cardiovascular disease. Nat Rev Microbiol, 2018. 16(3): p. 171-181.

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