24小时血压测量+肠道菌群+代谢组=Hypertension | 微生物专题

发表期刊：Hypertension

发表时间：2019

研究内容：肠道菌群和粪便中短链脂肪酸水平与24小时血压变化间的关系

影响因子：7.017

背景

动脉性高血压是一个世界性的公共卫生问题，在大多数情况下，高血压是由遗传和环境因素共同引起的，没有独特的发病机制。所谓的原发性高血压的病理生理学仍然很大程度上是未知的，这阻碍了靶向治疗的发展。最近对啮齿动物和人类的观察表明，肠道微生物对血压有影响，肠道微生物直接或间接影响宿主的生理机能，而肠道微生物的失调与包括高血压在内的各种慢性疾病有关，更具体地说，肠道菌群产生的短链脂肪酸(SCFAs) 可能与血压的稳态有关。

实验方法

16S rRNA基因测序和代谢组学

样本类型

粪便、尿液和血清样本

实验设计

为在24小时血压（BP）水平上表征肠道菌群（GM）并量化其产生的SCFA，作者设计一个前瞻性研究：收集男性成年个体空腹条件下的粪、尿液、血清样本。用16S测序表征不同BP组间的肠道菌群多样性。用代谢组方法对粪便、尿液、血清进行代谢组检测，以探讨BP水平是否与代谢组（包括SCFA丰度）相关。

招募患有或不患有原发性高血压且肾功能和肝功能正常的成年男性个体。入选时正在接受抗生素治疗的患者被排除在研究之外。对他们进行24小时动态血压测量。根据测量结果，将受试者分为三组：

1）  血压正常组为未治疗个体24小时平均血压水平< 130/80 mmHg。

2）  临界高血压 (bHT)组为24 小时平均血压（MBP）水平< 130/80 mmHg，伴有单纯日间高血压（≥135 mmHg [收缩压SBP]和≥ 85 mmHg [舒张压DBP]）或夜间高血压（≥ 120 mmHg [收缩压]或≥ 70 mmHg [舒张压]）。

3）  高血压（HT）组为24小时平均血压水平≥ 130 mmHg（SBP）或≥ 80 mmHg（DBP）或使用降压药（无论血压水平如何）。

本队列包括54例男性：38例HT（包括21例治疗中），7例bHT，9例正常血压。

图 项目检测流程

表1患者临床信息

研究结果

高血压患者和正常血压对照的微生物多样性
通过对细菌16S测序，确定了粪便样品中物种及相对丰度。重点研究了门、科、属和种，其中最丰富的门包括厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)；在科方面，确定了4个优势科水平，分别是毛螺菌科(Lachnospiraceae), 疣微菌科(Ruminococcaceae)，拟杆菌科(Bacteroidaceae), 和普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)。两因素方差分析 (Two-way ANOVA) 后进行Tukey post hoc test，未能显示3组间细菌门、科、属和物种之间的统计学显著性差异。

未服用抗高血压药物的患者，其粪便中细菌属Clostridium sensu stricto 1的相对丰度与24小时SBP、24小时DBP、24小时MBP呈显著正相关，如下图1A；而两个细菌种Ruminococcaceae_ge_DQ807686和Clostridiales_ge_16S_OTU1343相对丰度与24小时SBP、24小时DBP、24小时MBP水平呈显著负相关，如下图1B。

图1 细菌属/种与24小时血压水平的相关性研究。

高血压患者和正常血压对照在粪便、血清和尿液代谢产物区别

1.粪便代谢物

对粪便样本进行的核磁共振代谢组学分析，发现代谢组数据不能在统计学上区分正常血压组、bHT组和HT组。

对粪便代谢组与24小时平均血压(MBP)水平的横向相关性研究，使用偏最小二乘回归评估24小时MBP水平与对照组粪便代谢组之间的相关性结果如下：高血压未治疗组粪便代谢产物， bHT和对照样本与24小时MBP水平相关，R2系数分别为0.84（图2 C），0.83（图2 B）和0.93（图2A），全部未处理样本（包括高血压未治疗组，bHT，对照样本）与24小时MBP水平相关性系数R2为0.4。

图2 粪便代谢组与24小时MBP水平的相关性

以粪便SCFA水平为重点，通过各组间的方差分析发现，乙酸盐(图3A)、丁酸盐(图3B)和丙酸盐(图3C)丰度差异有统计学意义（ * 0.01 <P< 0.05，**0.001 <P< 0.01）。而粪便中乙酸盐、丁酸盐、和丙酸盐水平与24小时血压水平之间无相关性。

图3 粪便样品中SCFA定量分析

2.尿液和血清代谢物

HT组、bHT组和正常血压者各组间血清和尿液的代谢组在统计学上无显著差异。相关性分析中也未发现24小时MBP、24小时SBP、24小时DBP与血清和尿液代谢物相关。由于尿液和血清中SCFA含量较低，因此无法定量其中的SCFA 水平。

编者说本研究首次基于24小时动态血压测量数据开展肠道菌群及其代谢物与血压变化的关系。鉴定出Clostridium sensu stricto 1与未治疗患者的血压水平呈正相关。各组间的SCFA水平也存在显著差异，高血压患者粪便中的乙酸盐、丁酸盐和丙酸盐水平高于正常血压者，但血清和尿液代谢组未观察到差异。粪便代谢组与24小时血压水平之间存在相关性。本实验也存在一些明显不足，比如bHT和对照组样本数量过小，这很可能导致一些差异无法被发现。缺少对肠道菌群与代谢组的相关性，以及肠道菌群影响高血压可能途径的讨论。

参考文献：Huart J，et al. Gut Microbiota and Fecal Levels of Short-Chain Fatty Acids Differ Upon 24-Hour Blood Pressure Levels in Men. Hypertension. Originally published Jul 29, 2019

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