本报讯（记者 崔芳 通讯员 林奕旋）近日，南方医科大学深圳医院周宏伟教授研究团队在微生物学领域期刊《细胞宿主与微生物》上发表最新研究成果，揭示尿毒症毒素物质硫酸吲哚酚是促进慢性肾病患者心衰发生的关键代谢物，并发现肠道内大肠杆菌具有预警慢性肾病患者心衰潜力，为慢性肾病患者心血管疾病防控提供了全新视角。
据悉，我国40岁以上人群慢性肾病患病率超过10%。随着医疗技术不断进步，慢性肾病患者生存期显著延长，但心血管疾病成为这些患者不良预后的主要并发症。数据显示，约50%的慢性肾病患者死于心血管疾病。心衰是所有心血管疾病的终末期表现，因此，探索心衰在慢性肾病人群中高发的机制，对于改善疾病防治策略至关重要。
基于上述考虑，周宏伟团队比较了健康人、慢性肾病患者及同时患有慢性肾病和心衰的患者三类人群的肠道菌群结构，发现这三类人群肠道微生物组成有明显差异。在慢性肾病合并心衰的患者中，大肠杆菌明显增多，硫酸吲哚酚水平显著上升。研究人员在分析69名健康人和223名慢性肾病患者的基因数据库后发现，大肠杆菌的数量与一种负责生成硫酸吲哚酚、名为TnaA的代谢酶含量呈正相关。在慢性肾病合并心衰的患者中，TnaA水平和大肠杆菌数量都更高，且两者存在正相关关系。
在随后的实验中，研究人员给患慢性肾病的大鼠补充大肠杆菌，发现大肠杆菌明显加重了患有慢性肾病大鼠的心脏功能损伤，但同样剂量的大肠杆菌对健康大鼠的心脏却没有影响，这说明大肠杆菌对心脏的损害以肾功能受损为前提。研究人员还培养出一种缺失TnaA酶的突变大肠杆菌，并在慢性肾病大鼠中进行实验。结果显示，这种改造后的大肠杆菌并没有使慢性肾病大鼠的心功能进一步恶化，说明肠道中的大肠杆菌主要是通过TnaA酶产生硫酸吲哚酚来促进慢性肾病相关心衰的发生。
为揭示上述现象的生理机制，研究人员用硫酸吲哚酚处理人源心肌细胞进行转录组测序。结果显示，硫酸吲哚酚扰乱了心肌细胞的能量代谢，明显提高了多个线粒体相关基因的活性，其中，CYP1B1（一种线粒体相关基因）的升高被证实与能量代谢紊乱密切相关。降低CYP1B1后，硫酸吲哚酚对心肌细胞的损害作用被改善。硫酸吲哚酚能够与AHR（芳烃受体，参与调控CYP1B1的表达）相互作用，硫酸吲哚酚促使心肌细胞中AHR的表达增加，降低AHR的活性可以有效改善硫酸吲哚酚引起的心肌细胞损伤。
除此之外，研究人员对199名慢性肾病患者进行了为期6个月的随访。结果表明，肠道内大肠杆菌数量高的患者，发生心衰的风险约为其他患者的3倍，提示大肠杆菌有望作为临床评估慢性肾病患者心衰发生风险的预测标志物。