杜李宇，李倩瀅，陳偉哲，王 潔，方 祥，王玉濤，廖振林,,*

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東 廣州 510642；2.喀什大學(xué)生命與地理科學(xué)學(xué)院，新疆帕米爾高原生物資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 喀什 844000）

動脈粥樣硬化是造成現(xiàn)代社會死亡率和發(fā)病率增加的主要原因。然而動脈粥樣硬化是由多種因素共同作用造成的，其發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜。因此，深入研究引起動脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制和因素，尋找潛在的治療方法，成為當(dāng)前醫(yī)學(xué)發(fā)展迫切需要解決的問題。最近，許多醫(yī)學(xué)領(lǐng)域特別是在動脈粥樣硬化等炎癥性疾病中腸道微生物群的變化被廣泛關(guān)注，一些研究表明，腸道菌群在動脈粥樣硬化及其相關(guān)代謝性疾病的發(fā)生和發(fā)展中起著非常重要的作用。本文結(jié)合近年來國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道，就腸道菌群與動脈粥樣硬化之間的關(guān)系研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，并將闡述腸道菌群治療動脈粥樣硬化的潛在方法。

1 炎癥導(dǎo)致動脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制

動脈粥樣硬化的發(fā)病基礎(chǔ)是最常受累的動脈內(nèi)膜發(fā)生脂質(zhì)及復(fù)合糖累積進(jìn)而導(dǎo)致纖維的增生以及鈣質(zhì)沉積使血管壁逐漸增厚變硬，如果它發(fā)展到足以阻塞動脈腔時(shí)，該動脈供應(yīng)的組織或器官就會缺血或壞死[1]。動脈粥樣硬化被視為慢性炎癥，并且炎癥反應(yīng)貫穿動脈粥樣硬化發(fā)病的全過程。其中內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等是動脈粥樣硬化發(fā)病過程中主要所涉及的細(xì)胞。首先各種致炎因素會使內(nèi)皮細(xì)胞受損，使其表達(dá)黏附分子，之后單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞與黏附分子結(jié)合反應(yīng)，誘導(dǎo)趨化因子表達(dá)，促進(jìn)單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞向血管內(nèi)皮下聚集、遷移和沉積[2]。單核細(xì)胞在血管內(nèi)皮下轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞，清除內(nèi)皮下的脂質(zhì)。而巨噬細(xì)胞通過清道夫受體吞噬氧化的低密度脂蛋白膽固醇，并且降解形成泡沫細(xì)胞，泡沫細(xì)胞堆積過多會形成脂質(zhì)條紋，從而引起動脈粥樣硬化的發(fā)生[3]。

動脈粥樣硬化患者與健康對照組相比，腸道微生物組的組成和種間關(guān)系存在嚴(yán)重失衡，說明腸道菌群對動脈粥樣硬化的產(chǎn)生和發(fā)展具有顯著的影響[4]。Casp1-/-小鼠的糞菌移植到雌性Ldlr-/-小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)Ldlr-/-（Casp1-/-）小鼠血漿中白細(xì)胞數(shù)量、促炎性血漿細(xì)胞因子增加和動脈粥樣硬化斑塊中中性粒細(xì)胞積聚，但具有抗炎作用的短鏈脂肪酸（short chain fatty acids，SCFAs）和SCFAs在盲腸的累積濃度減少，說明引入促炎性腸道菌群可增強(qiáng)全身炎癥反應(yīng)，加速動脈粥樣硬化發(fā)生[5]。具體作用機(jī)理總結(jié)見圖1。

圖1 腸道菌群、炎癥與動脈粥樣硬化發(fā)生的關(guān)系Fig.1 Relationship between intestinal flora, inflammation and the development of atherosclerosis

2 腸道微生物群中細(xì)菌代謝產(chǎn)物引起的免疫反應(yīng)

2.1 短鏈脂肪酸

腸道微生物群將不可消化的多糖（如纖維）分解為SCFAs，每天可提供334.88～837.20 kJ的能量，約占正常成人每日能量攝入的4%～10%[6]。自發(fā)肥胖（lepob/ob、ob/ob）小鼠盲腸微生物群的亞基因組分析結(jié)果表明，ob/ob小鼠特異性腸道微生物群富含能夠利用和發(fā)酵膳食纖維的細(xì)菌[7]。通過改變腸道微生物群獲取能量的方式已經(jīng)在人體實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證，研究表明糞便能量和攝入能量的比值與擬桿菌門的數(shù)量呈正相關(guān)，與糞便中的硬壁門的數(shù)量呈負(fù)相關(guān)[7]。Murphy等[8]通過探究并推測SCFAs的產(chǎn)生量比硬壁菌和擬桿菌兩者之比在肥胖中起的作用更加重要。因此，機(jī)體通過微生物群把纖維等多糖代謝成SCFAs形式攝取的過量熱量可能是導(dǎo)致肥胖狀態(tài)的一個(gè)因素。一方面，脂肪組織似乎在炎癥的誘導(dǎo)中起著重要作用，因?yàn)檫^度營養(yǎng)導(dǎo)致肥胖，從而導(dǎo)致脂肪組織細(xì)胞成分發(fā)生變化，并產(chǎn)生促炎性細(xì)胞因子和趨化因子，促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的增生，促進(jìn)動脈粥樣硬化的產(chǎn)生和發(fā)展；另一方面，肥胖會因脂質(zhì)代謝紊亂等引發(fā)細(xì)胞的遷移增殖和脂質(zhì)沉積，間接引起血管內(nèi)皮障礙，從而加速動脈粥樣硬化的發(fā)展[9]。

腸源性SCFAs除了向宿主提供能量外，還可能在調(diào)節(jié)血脂方面發(fā)揮作用，因此可能對心血管疾病有影響。Chen Ying等[7]將apoE基因敲除小鼠隨機(jī)分為高脂高固醇飲食組（high-cholesterol diet，HCD）、高脂高固醇添加果膠飲食組（high-cholesterol diet + pectin，HCD+PE）、高脂高固醇添加果膠并在飲用水中添加抗生素飲食組（high-cholesterol diet + pectin + antibiotic，HCD+PE+A）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示HCD+PE治療小鼠的動脈粥樣硬化病變面積與喂食HCD的小鼠相比減少了46%，但是，在HCD+PE+A組中，并未觀察到PE可預(yù)防并減輕動脈粥樣硬化的作用；推測補(bǔ)充PE可以改善血脂狀況和減少動脈粥樣硬化斑塊的形成，而添加抗生素導(dǎo)致腸道微生物群減少抑制了此效應(yīng)[7]。

腸道中最豐富的SCFAs是乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽，三者比例固定，分別由不同的菌群產(chǎn)生，三者總量占人體腸道內(nèi)SCFAs的86%左右[10]。乙酸鹽不僅作為能量來源，還可通過與乙酰輔酶A構(gòu)成肝臟膽固醇合成的底物，從而影響血漿膽固醇水平[11]。丙酸鹽可能通過抑制乙酰輔酶A合成酶（將乙酸鹽轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A的酶）活性來降低膽固醇水平。因此，丙酸鹽被認(rèn)為能夠用于降低嚙齒動物和人體的血漿膽固醇濃度[12]。丁酸鹽可以維持腸道菌群平衡，保護(hù)腸道屏障，調(diào)節(jié)編碼脂質(zhì)代謝的基因和與免疫、炎癥、分化、凋亡相關(guān)的基因的表達(dá)，研究證明產(chǎn)生丁酸的細(xì)菌在降低動脈粥樣硬化的過程中起著關(guān)鍵作用[13]。因此，微生物群依賴性SCFAs的產(chǎn)生在調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝中起著至關(guān)重要的作用，SCFAs可以預(yù)防動脈粥樣硬化等心血管疾?。╟ardiovascular diseases，CVD）的產(chǎn)生。

除了其他生理作用外，SCFAs還可作為信號分子，SCFAs可以通過組蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase，HDAC）和GPCRs依賴機(jī)制在先天免疫和炎癥過程中發(fā)揮作用[14]。研究表明SCFAs作為GPCR41和GPCR43的配體，在腸道中可與以上受體結(jié)合發(fā)揮抗炎作用[15]。丙酸鹽和丁酸鹽是GPCR41最有效的激動劑，而對GPCR43作用較弱，乙酸鹽則是GPCR43最有效的激動劑，對GPCR41作用比較弱[16]。Ge Hongfei等[17]的研究中，乙酸鹽的注入減少了C57BL/6J和ob/ob小鼠的血清循環(huán)中游離脂肪酸，但敲除GPCR43基因的小鼠的抗脂解作用消失了，這表明乙酸鹽注入所產(chǎn)生的作用與GPCR43有關(guān)聯(lián)。因此，SCFAs對GPCR43的激活可能是控制基礎(chǔ)脂解和循環(huán)脂肪酸濃度的調(diào)節(jié)機(jī)制之一。Kimura等[18]的研究進(jìn)一步表明GPCR43參與葡萄糖累積和胰島素分泌。丙酸鹽和丁酸鹽則可以通過調(diào)節(jié)這些受體信號通路，抑制核因子-κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）和腫瘤壞死因子信號通路，降低由氧化型低密度脂蛋白激活的血管內(nèi)皮細(xì)胞合成的血管細(xì)胞黏附分子含量和細(xì)胞間黏附分子的表達(dá)，從而抑制動脈粥樣硬化的發(fā)生[19-20]。

2.2 膽汁酸

膽汁酸（bile acids，BAs）在影響腸道菌群、膽固醇排出體內(nèi)等方面發(fā)揮重要作用。人體肝臟中膽固醇的主要代謝產(chǎn)物為BAs，而膽固醇形成BAs主要通過兩個(gè)途徑：一是膽固醇在膽固醇7α-羥化酶（cholesterol 7α-hydroxylase，Cyp7A1）的催化下產(chǎn)生膽酸（cholic acid，CA）和鵝脫氧膽酸（chenodeoxycholic acid，CDCA）；另一個(gè)替代途徑主要是膽固醇通過固醇-27-羥化酶（cholesterol-27-hydroxylase，Cyp27A1）催化，主要產(chǎn)物為CDCA。CA在腸道菌群作用下轉(zhuǎn)化為脫氧膽酸（deoxycholic acid，DOC），CDCA在腸道菌群的作用下轉(zhuǎn)化成石膽酸（lithocholic acid，LCA）[21]。

BAs可作為信號分子，通過激活核受體法尼甾體X（farnesoid X receptor，F(xiàn)XR）和TGR5來介導(dǎo)代謝過程[22]。FXR屬于配體激活轉(zhuǎn)錄因子，具有典型的核受體結(jié)構(gòu)，通過以單體或異二聚體的形式與維甲酸X受體（retinoic acid X receptor，RXR）、靶基因啟動子區(qū)中稱為法尼醇受體反應(yīng)元件（farnesoid X receptor response elements，F(xiàn)XREs）的DNA序列基序結(jié)合，調(diào)節(jié)多種靶基因的表達(dá)[23]。FXR可以根據(jù)細(xì)胞間BAs水平來調(diào)節(jié)BAs的合成，F(xiàn)XR激動劑通過上調(diào)膽汁酸鹽輸出泵（bile salt export pump，BSEP），下調(diào)?；悄懰峁厕D(zhuǎn)運(yùn)多肽（taurocholate co-transporting polypeptide，NTCP）和下調(diào)CYP7A1來預(yù)防膽汁淤積，降低發(fā)生心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[24]。白細(xì)胞上的TGR5激活后可以使氧化低密度脂蛋白攝取受到抑制，導(dǎo)致白細(xì)胞吞噬活性下降，并抑制脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導(dǎo)的促炎因子的產(chǎn)生，如腫瘤壞死因-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、人白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-1α、IL-1β、IL-6和IL-8。人單核細(xì)胞白血病THP-1細(xì)胞轉(zhuǎn)染TGR5后環(huán)磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）產(chǎn)量增加，LPS誘導(dǎo)的TNF-α表達(dá)減少抑制巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)[25]。INT-767是FXR和TGR5的有效雙激活劑，INT-767通過激活TGR5依賴的cAMP-NF-κB信號通路來抑制NF-κB的激活。同時(shí)，TGR5抑制巨噬細(xì)胞攝取氧化型低密度脂蛋白來達(dá)到抗炎的作用[26]。研究表明INT-767可以顯著抑制ApoE-/-和LDLR-/-小鼠動脈粥樣硬化的形成[27]。腸道菌群能夠通過對膽汁酸鹽的代謝，影響其下游信號通路來調(diào)節(jié)血脂水平，進(jìn)而影響動脈粥樣硬化的發(fā)展[28]。

2.3 氧化三甲胺

慢性腎病患者患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)非常高，研究發(fā)現(xiàn)是因?yàn)槟蚨舅貙用}粥樣硬化的影響起著相當(dāng)大的作用，而氧化三甲胺（trimetlylamine oxide，TMAO）是一種腸道源性尿毒素[29]。磷脂酰膽堿、膽堿和甜菜堿中均含有三甲胺結(jié)構(gòu)，經(jīng)腸道菌群代謝后產(chǎn)生三甲胺（trimethylamine，TMA），并被人體吸收，之后TMA經(jīng)肝臟黃素單加氧酶（flavin-containing monooxygenase 3，F(xiàn)MO3）氧化成TMAO，TMAO可進(jìn)入血液中[30]。Wang Zeneng等[31]在一項(xiàng)針對共1 876 名男性和女性的研究中，控制了既定的危險(xiǎn)因素和藥物使用之后，結(jié)果顯示血漿TMAO、膽堿和甜菜堿水平的增加與心血管疾病的存在有劑量依賴關(guān)系。Gregory等[32]通過糞便細(xì)菌移植實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明，將TMAO產(chǎn)生菌豐度較高的糞便轉(zhuǎn)移到正常小鼠體內(nèi)可促進(jìn)動脈粥樣硬化。因此，動脈粥樣硬化易感性可能通過腸道菌群移植傳播，腸道菌群可作為調(diào)節(jié)動脈粥樣硬化易感性的新治療靶點(diǎn)。目前的研究認(rèn)為TMAO可能通過抑制膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)及膽固醇代謝、促進(jìn)泡沫細(xì)胞的形成、促進(jìn)巨噬細(xì)胞清道夫受體的表達(dá)、促進(jìn)“膽固醇的前轉(zhuǎn)運(yùn)”，進(jìn)而誘發(fā)動脈粥樣硬化[33]。Febbraio等[34]的研究結(jié)果表明TMAO可上調(diào)巨噬細(xì)胞內(nèi)分化簇36（cluster of differentiation 36，CD36）的表達(dá)，CD36是負(fù)責(zé)早期脂質(zhì)積累和泡沫細(xì)胞形成的主要巨噬細(xì)胞清除劑受體，其表達(dá)上升可促進(jìn)脂肪條紋形成，并最終發(fā)展為更嚴(yán)重的動脈粥樣硬化病變。

一項(xiàng)小鼠研究發(fā)現(xiàn)，TMAO可以抑制肝臟中膽汁酸合酶Cyp27A1和膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)，并且Cyp7A1參與BAs的合成和膽固醇的代謝，因此TMAO可以抑制BAs的合成進(jìn)而影響膽固醇體內(nèi)的代謝[35]。此外，TMAO誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙和單核細(xì)胞黏附于動脈壁，從而導(dǎo)致動脈粥樣硬化，TMAO介導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞炎癥信號和基因的表達(dá)導(dǎo)致血管內(nèi)皮損傷，進(jìn)而刺激蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）的激活，然后NF-κB被磷酸化激活，NF-κB活化誘發(fā)血管細(xì)胞黏附分子-1（vascular cell adhesion molecule 1，VCAM-1）表達(dá)和單核細(xì)胞黏附在血管壁[36]。腸道微生物通過生成TMAO，并促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)Ca2+釋放，使血小板直接暴露于TMAO，直接促進(jìn)血小板高反應(yīng)性和增強(qiáng)血栓形成[37]。

2.4 馬尿酸鹽

馬尿酸鹽通過微生物和哺乳動物的新陳代謝產(chǎn)生。食物中低分子質(zhì)量的芳香化合物和多酚被腸道細(xì)菌代謝，產(chǎn)生苯甲酸，然后在肝線粒體中苯甲酸與甘氨酸結(jié)合形成馬尿酸鹽，隨后循環(huán)到尿液中[38]。因此，馬尿酸鹽被認(rèn)為是腸道微生物具有活性的標(biāo)志物。有研究發(fā)現(xiàn)血漿中馬尿酸鹽的含量與血壓呈負(fù)相關(guān)[39]。馬尿酸鹽可以通過增加線粒體中活性氧的生成，調(diào)節(jié)NF-κB基因表達(dá)，使得內(nèi)皮功能發(fā)生障礙。慢性腎病中尿毒毒素積累會導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙，而馬尿鹽酸是尿毒毒素，已經(jīng)證明慢性腎病導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙是馬尿酸鹽介導(dǎo)的，馬尿酸鹽會使線粒體分裂增加有絲分裂原含量從而導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙，進(jìn)而引起細(xì)胞間黏附分子-1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）和血管細(xì)胞黏附分子-1（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）介導(dǎo)白細(xì)胞向血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和黏附，促進(jìn)炎癥反應(yīng)，加速動脈粥樣硬化[40]。馬尿酸鹽作為肥胖或心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)人群的診斷標(biāo)志物在心血管疾病診治等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中具有很大的前景。

3 細(xì)菌結(jié)構(gòu)成分的固有免疫反應(yīng)

先天免疫系統(tǒng)是人體抵御病原體入侵的第一道防線。先天免疫細(xì)胞通過模式識別受體（pattern recognition receptors，PRRs）識別高度保守的病原體相關(guān)微生物模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）感知各種細(xì)菌成分[41]。通常PRRs包括胞漿受體和跨膜受體，胞漿受體有維甲酸誘導(dǎo)基因蛋白I樣受體（retinoic acid-inducible gene I (RIG-I)-like receptors，RLRs）和核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體（nucleotide binding oligomerization domain like receptors，NLRs），跨膜受體包括C型凝集素受體（C-type lectins，CLRs）和Toll樣受體（toll-like receptors，TLRs）[42]。TLRs是高度保守的跨膜受體，是先天性免疫系統(tǒng)的重要中介，其調(diào)節(jié)單核巨噬細(xì)胞的活性，每個(gè)TLR識別特定的配體，并能激活炎癥反應(yīng)而促發(fā)動脈粥樣硬化的形成。研究表明動脈粥樣硬化病灶表達(dá)TLR1、TLR2和TLR4，表達(dá)這些受體的細(xì)胞主要是血管內(nèi)皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞[43]，TLR4結(jié)合革蘭氏陰性菌的脂多糖，TLR2家族能識別革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁中的肽聚糖（peptidoglycan，PGN），TLR5與革蘭氏陰性和革蘭氏陽性細(xì)菌的鞭毛單體相互作用[44]。

3.1 脂多糖

LPS主要通過直接和間接兩個(gè)途徑對細(xì)胞內(nèi)皮產(chǎn)生作用，直接作用是LPS通過升高胞漿內(nèi)的Ca2+濃度而對細(xì)胞產(chǎn)生損傷；間接作用是LPS與跨膜受體結(jié)合后激活免疫細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì)增加微血管通透性，引起血小板與血管壁的黏附反應(yīng)[45]。

LPS是革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分，是炎癥與高脂飲食誘導(dǎo)型代謝綜合征的觸發(fā)因素。LPS通過TLRs在介導(dǎo)體內(nèi)炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用[46]。免疫細(xì)胞表面的TLR是識別LPS的主要受體，TLRs中最具有代表性的是TLR4，TLR4可修飾巨噬細(xì)胞的分化和激活，是連接機(jī)體免疫系統(tǒng)與慢性炎癥之間反應(yīng)的橋梁。根據(jù)TLR4信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)過程是否有MyD88參與，將該信號通路分為MyD88依賴性和非MyD88依賴性，MyD88依賴性信號通路活化絲裂原激活的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）和NF-κB信號通路，啟動中性粒細(xì)胞浸潤，促進(jìn)TNF-α、IL-1β和IL-6等炎性因子聚集[47]。內(nèi)毒素是革蘭陰性菌外膜上的脂多糖成分，當(dāng)發(fā)生內(nèi)毒素性感染時(shí)，LPS與脂多糖結(jié)合蛋白結(jié)合成復(fù)合物并被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜上，復(fù)合物與其受體CD14結(jié)合被免疫細(xì)胞表面TLR4識別，通過MyD88依賴途徑導(dǎo)致炎癥反應(yīng)[48]。因此，TLR4可通過誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì)來介導(dǎo)炎癥反應(yīng)。

3.2 鞭毛和TLR5

TLR5是先天免疫系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，在腸黏膜上皮細(xì)胞中高度表達(dá)并通過識別細(xì)菌鞭毛蛋白參與調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，其有助于抵御感染，但也使機(jī)體表現(xiàn)出嗜食癥和代謝綜合征的特征，包括高脂血癥、高血壓、胰島素抵抗[49]。Vijay-Kumar等[50]研究發(fā)現(xiàn)TLR5基因敲除小鼠和野生型無菌小鼠的腸道微生物群有不同的特征，他們將T5KO小鼠的腸道菌群轉(zhuǎn)移到野生型無菌小鼠中，使受體具有許多代謝綜合征的特征，由此證明了腸道微生物群會導(dǎo)致代謝性疾病，其特征是內(nèi)臟脂肪沉積增加、血脂異常、高血壓和胰島素抵抗。

TLR5是唯一與鞭毛蛋白結(jié)合的TLR，TLR5在單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、上皮細(xì)胞和淋巴結(jié)基質(zhì)細(xì)胞等多種細(xì)胞上表達(dá)[51]。哺乳動物的TLR5識別革蘭氏陽性菌和陰性菌的細(xì)菌鞭毛蛋白，并且受體的激活可以激活核因子NF-κB和MAPK信號通路進(jìn)而產(chǎn)生大量前炎癥細(xì)胞因子而引起炎癥反應(yīng)[52]。

3.3 TLR2

Mullick等[53]的研究表明，在TLRs家族中含有對動脈粥樣硬化敏感的低密度脂蛋白受體，在低密度脂蛋白缺陷（Ldlr-/-）小鼠中，TLR2的完全缺乏導(dǎo)致動脈粥樣硬化發(fā)生可能性減少。他們還發(fā)現(xiàn)TLR2在動脈粥樣硬化易發(fā)部位的內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)增加，如在發(fā)生低密度脂蛋白血癥時(shí)的主動脈弓內(nèi)彎中，而這種表達(dá)與早期動脈粥樣硬化有關(guān)。

3.4 肽聚糖和核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體1、2

NLRs家族兩個(gè)主要成員是NOD1和NOD2，它們是一類新型胞漿內(nèi)模式識別受體，在宿主固有免疫和自噬過程中起著關(guān)鍵的作用，對維持腸道微生態(tài)和黏膜屏障作用至關(guān)重要[54]。NLRs與其配體結(jié)合后可以激活下游的受體相互作用蛋白（receptor-interacting protein，RIP）2繼而通過NF-κB途徑或MAPK途徑誘導(dǎo)細(xì)胞因子和趨化因子等表達(dá)，引起炎癥反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)NOD/RIP2信號通路參與大鼠頸動脈損傷后的再狹窄過程及血管平滑肌細(xì)胞的增殖及表型變化，表明NOD/RIP2信號通路的激活可能參與動脈粥樣硬化的形成。目前的研究發(fā)現(xiàn)在動脈粥樣硬化斑塊中有NOD1和NOD2的特異性配體細(xì)菌的PGN，并發(fā)現(xiàn)它與動脈粥樣硬化患者的斑塊不穩(wěn)定有關(guān)[55]。臨床研究中發(fā)現(xiàn)動脈粥樣硬化患者的斑塊中存在能夠識別PGN分解產(chǎn)物的NOD1和NOD2，并且NOD1在平滑肌細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中都有分布，NOD2主要分布在巨噬細(xì)胞中。NOD1在肺炎衣原體介導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞活化中起到了關(guān)鍵的作用，進(jìn)一步揭示了NOD1在AS中的潛在作用[56]。

4 腸道微生物代謝物通過腎上腺素引起的心血管疾病

苯乙酰谷氨酰胺（phenylacetylglutamine，PAGln）是一種新的促進(jìn)心血管疾病的腸道菌群依賴性代謝產(chǎn)物，代謝物能通過腎上腺素受體傳遞信號[57]。Nemet等[58]采用非靶向代謝組學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)血漿代謝物PAGln與心血管疾病有關(guān)。通過多種激動劑的釋放和反應(yīng)觀察到PAGln水平與人類偶發(fā)血栓事件的發(fā)生之間呈正相關(guān)，表明PAGln對血小板功能和與血管基質(zhì)的相互作用有潛在影響。人體在攝入食品中的蛋白質(zhì)苯丙氨酸后，大多數(shù)攝取的苯丙氨酸（PAGln的前體）被小腸吸收，不被吸收的苯丙氨酸到達(dá)大腸，由腸道微生物代謝成苯丙酮酸的形式。之后苯丙酮酸形成聚丙烯酸（polyacrylic acid，PAA），PAA被門靜脈系統(tǒng)吸收，很容易在人類肝臟代謝產(chǎn)生PAGln，而在小鼠肝臟代謝產(chǎn)生苯乙酰甘氨酸（phenylacetylglycine，PAGly）[59]。在使用全血、富脯氨酸多肽（proline-rich polypeptides，PRPs）和分離血小板的體外細(xì)胞的研究中均發(fā)現(xiàn)PAGln和PAGly能夠增強(qiáng)血小板對多種激動劑的刺激依賴性反應(yīng)和細(xì)胞內(nèi)鈣的釋放。此外，F(xiàn)eCl3誘導(dǎo)的頸動脈損傷小鼠模型經(jīng)腹腔注射PAGln或PAGly后，發(fā)現(xiàn)PAGln和PAGly均誘導(dǎo)損傷頸動脈內(nèi)血小板血栓形成增加，說明PAGln或PAGly具有促進(jìn)血小板凝塊和體內(nèi)血栓形成的潛能。

5 以腸道菌群為靶點(diǎn)治療動脈粥樣硬化

5.1 益生菌治療動脈粥樣硬化

益生菌在預(yù)防、治療疾病方面有著很好的發(fā)展前景，在治療疾病方面有著副作用小、無其他并發(fā)癥等優(yōu)點(diǎn)。雙歧桿菌作為腸道中的益生菌，有不少研究指出其對動脈粥樣硬化有一定的抑制作用。Liao Zhenlin等[60]探究了茶多酚（tea polyphenols，TPs）影響腸道雙歧桿菌從而影響動脈粥樣硬化的機(jī)制，通過觀察脂質(zhì)參數(shù)的變化發(fā)現(xiàn)，高劑量TP組和中劑量TP組的血清總膽固醇（total cholesterol，TC）、低密度脂蛋白膽固醇（lowdensity lipoprotein cholesterol，LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（high-density lipoprotein-cholesterol，HDL-C）水平均顯著低于高脂肪飲食組；通過光學(xué)顯微鏡觀察組織切片實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，TPs組比高脂肪飲食組斑塊面積??；最終結(jié)果表明，TPs可以促進(jìn)雙歧桿菌的增殖，這是高脂肪飲食導(dǎo)致動脈粥樣硬化斑塊減少的原因之一。動脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)理與腸道菌群有關(guān)，所以利用益生菌維持腸道菌群的平衡，治療動脈粥樣硬化等心血管疾病是未來的一個(gè)發(fā)展方向。

5.2 古菌預(yù)防心血管疾病

動脈粥樣硬化主要治療方式有降脂藥物治療、抗血小板類藥物治療和抗炎癥類藥物治療，但是這些治療方法對某些患者并沒有理想的效果，尋找治療動脈粥樣硬化新的藥物作用靶點(diǎn)和方法，對于降低心血管疾病的發(fā)病率和死亡率具有重要意義。

腸道微生物群TMA代謝可以通過影響TMAO的產(chǎn)生水平來調(diào)節(jié)動脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)。TMA和膽堿都是形成TMAO的重要前體物質(zhì)。飲食中的卵磷脂、磷脂酰膽堿通過腸道轉(zhuǎn)化為膽堿之后轉(zhuǎn)化為TMA，紅肉（以及一些能量飲料和膳食補(bǔ)充劑）中發(fā)現(xiàn)的左旋肉堿也可以被轉(zhuǎn)化為TMA，故可以通過降低腸道中TMA的產(chǎn)生量來防止動脈硬化的產(chǎn)生。產(chǎn)甲烷菌（methanogens，MA）是一類能利用氫氣、二氧化碳、醋酸、甲酸、甲醇和甲胺等并在專性厭氧環(huán)境下產(chǎn)生甲烷氣體的古菌域微生物，是腸道微生態(tài)系統(tǒng)中重要的耗氫菌[61]。Ramezani等[62]將5 種MA添加到C57BL/6小鼠的高膽堿/TMA飼料中，對它們的定殖潛力和降低TMAO的效果進(jìn)行了篩選，發(fā)現(xiàn)5 種MA均能在小鼠腸道定殖并降低血漿TMAO水平，表明腸道定植一定的MA可以降低血漿中TMAO的濃度。最近發(fā)現(xiàn)的一組MA中的某些成員，在人類腸道中發(fā)揮著不同的作用，如一種古菌發(fā)光甲烷瘤桿菌B10，它們只限于利用甲基化合物，包括以TMA作為底物，通過用氫氣還原TMA來消耗TMA[63]。史密斯甲烷桿菌是人類腸道中的主要MA，可以在95.7%的個(gè)體中檢測到，而發(fā)光甲烷單胞菌僅在4%的個(gè)體中檢測到[64]。某些MA，如甲烷八疊球菌，使用甲基化胺作為生長基質(zhì)，在TMA轉(zhuǎn)化為TMAO之前阻止TMA被吸收，基于此可以作為一種治療干預(yù)[49]。此外，有研究證明產(chǎn)甲烷菌可以影響宿主代謝，進(jìn)而促進(jìn)宿主的肥胖，肥胖是促進(jìn)動脈粥樣硬化的一個(gè)潛在因素[61]?？傊淄榕c腸道疾病的發(fā)生密切相關(guān)，對疾病的臨床診斷和治療具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

5.3 腸道菌群定向重塑治療動脈粥樣硬化

定向重塑是探索腸道微生物群治療潛力的另一種方法。由于微生物群對腸道內(nèi)化學(xué)環(huán)境變化具有敏感性，各種化合物包括天然產(chǎn)物補(bǔ)充劑等都有可能引起腸道微生物群的重塑。低密度脂蛋白受體敲除（LDLr-/-）小鼠在雜糧飲食的條件下表現(xiàn)為健康狀態(tài)，但是在飼喂西方飲食（western diet，WD）時(shí)表現(xiàn)為高脂血癥和動脈粥樣硬化，且兩者的腸道微生物組狀態(tài)不同。所以可以通過有選擇地改造西方飲食引起腸道微生物群落在體內(nèi)轉(zhuǎn)換成低脂飲食狀態(tài)，來防止動脈粥樣硬化的發(fā)展[65]。Chen Poshen等[66]研究表明，口服可選擇性修飾細(xì)菌生長的分子環(huán)狀D,L-α-肽改善了腸道屏障的完整性，抑制了多種促炎細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生，并且由于重組腸道菌群改變了BAs的產(chǎn)生過程，進(jìn)而導(dǎo)致法尼醇X受體成纖維細(xì)胞生長因子15（FXR-fibroblast growth factor 15，F(xiàn)GF15）內(nèi)分泌軸的下調(diào)，增加了Cyp7A1的表達(dá)，使固醇轉(zhuǎn)化為BAs的能力增強(qiáng)，最終使血漿膽固醇水平的降低，證明了腸道微生物群定向重塑是可行的，并且可以發(fā)展成一種新的治療方法。雖然腸道菌群的定向重塑比益生菌治療更具有針對性，但是闡明特定的微生物群落狀態(tài)的表型結(jié)果的機(jī)制基礎(chǔ)通常是復(fù)雜的。

6 結(jié) 語

外界環(huán)境因素通過影響腸道菌群平衡導(dǎo)致人體心血管疾病發(fā)生，近年來很多研究都證明腸道菌群影響動脈硬化的形成，是心血管疾病防治的新靶點(diǎn)。本文對腸道微生物群細(xì)菌代謝產(chǎn)物、細(xì)菌結(jié)構(gòu)成分和機(jī)體炎癥關(guān)系反應(yīng)兩個(gè)主要方面進(jìn)行綜述。細(xì)菌代謝產(chǎn)物中SCFAs可減輕機(jī)體炎癥反應(yīng)；TMAO、馬尿鹽酸可以誘導(dǎo)身體中的炎癥反應(yīng)，細(xì)菌代謝成分中的LPS、TLRs、NLRs能激活人體中先天性炎癥反應(yīng)，從而導(dǎo)致動脈粥樣硬化的形成。因此，研究者可以從這兩個(gè)大方面進(jìn)行深入探究，尋找預(yù)防動脈粥樣硬化的新靶點(diǎn)。