痛风与肠道菌群那些事儿
痛风是一种由于嘌呤生物合成代谢增加,尿酸产生过多或因尿酸排泄不良而致血中尿酸升高,尿酸盐结晶沉积在关节滑膜、滑囊、软骨及其他组织中引起的反复发作性炎性疾病。痛风的痛是一种让人不寒而栗的痛,总是来得那么快,来的那么强烈,有时去的也很快,如一阵风似的,痛风也由此得名。随着蛋白质摄入的增加,痛风的发病率也迅速上升。2011年,美国成年人群中痛风的发病率约为3.9%,而与痛风发病密切相关的高尿酸血症的比例更是高达21%。在英国,2012年痛风的发病率上升到全国人口的2.5%,相比于1997年增加了63.9%。在中国,痛风以前极为罕见,但到2010年痛风的确诊病例数就已达到了7500万。尽管痛风的发病率逐年上升,但是要精确的诊断却仍然是一个挑战。
尿酸,单从这个名字看很容易被误解为尿里的酸。其实尿酸是一个化学物质的名称,它是嘌呤代谢的主要终产物。而痛风的发病与尿酸的积累增加和排出降低密切相关。尿酸盐晶体在关节及其周边组织中的沉积导致严重的关节疼痛。因此,目前痛风的主要临床诊断标准:一是关节及周边尿酸盐的沉积和严重疼痛,而是血液尿酸水平的升高。后者称为血尿酸值,被认为是当前临床实践中最主要的诊断标准,因为它是可以量化的。然而血尿酸值在很大程度上似乎滞后而且敏感性,因为痛风患者通常处于应激状态,能够促进肾上腺皮质激素的分泌,迫使尿酸的排出。因此,对于大多数早发性的痛风患者并没有明显的血液尿酸水平的升高。因此,急需开发一种痛风的早期诊断方法。
健康的人类尿酸的排出主要有两种方式,70%通过肾脏排出,而剩下的30%通过肠道。人类肠道中生活着大量的微生物,统称为肠道微生物群,它们与宿主生理功能密切相关。肠道菌群也参与嘌呤和尿酸的代谢。例如,负责嘌呤的氧化代谢的关键酶黄嘌呤脱氢酶能够由肠道细菌中的大肠杆菌分泌产生;肠道中的乳酸菌属和假单胞菌属的细菌能够合成与尿酸分解代谢有关的一些酶;此外肠道中的一些细菌还能够分泌尿酸转运蛋白。因此,肠道菌群或许可以作为检测宿主尿酸代谢的探针用于痛风的诊断或预后。
为了验证这一假设,来自内蒙古农业大学张和平教授的研究团队分析了痛风患者和健康人群的肠道菌群结构以及功能,发现痛风患者与健康人群之间肠道微生物的组成和功能特征存在明显的差异,并且基于这些差异建立模型对痛风患者进行早期诊断,准确率高达88.9%。该研究结果发表在2016年2月的《Scientific Reports》杂志上。
在门的水平上,痛风患者肠道中隶属于Firmicutes的细菌的相对含量明显偏低。在属的水平上,痛风患者肠道中Enterococcus,Escherichia/Shigella,Eubacterium,Paraprevotella和Caldimonas等条件致病菌的相对含量明显偏高,而Faecalibacterium, Subdoligranulum,Coprococcus,Oscillibacter,Ruminococcus,Odoribacter和Megamonas的相对含量显著低于健康对照人群。利用偏最小二乘法,研究人员找出了25个在两类人群肠道菌群结构的差异中最为关键的细菌类群,其中23个属于Faecalibacterium,Megamonas,Coprococcus,Oscillibacter,Blautia,Anaerosporobacter,Sporacetigenium和Roseburia,且其在痛风患者肠道中的含量明显偏低,另外2个在痛风患者中的含量明显偏高,经鉴定其隶属于Lachnospiraceae。通过功能分析发现,痛风病人肠道菌群失衡的主要表现为条件致病菌的增加和促使抗炎症因子产生细菌的减少两个方面。肠道菌群是人类进化过程中长期积累下来的特定模式,与经济水平、营养结构、进食习惯有关,而当经济水平改变时迅速带来食物结构变化时,肠道菌群会相应改变,会产生肠道菌群失衡,进而出现高尿酸血症,引发痛风。
肠道菌群与痛风之间的强相关性表明肠道细菌的代谢在痛风的诊断和发病机理研究中的重要性。在更大的群体或具有不同种族背景或不同饮食类型的人群中追踪肠道菌群的结构和功能活性将揭示不同个体间肠道菌群的异质性程度,也将为痛风的预防和控制提供新的方法。调节肠道菌群的组成将为防止痛风发作建立良好的保护屏障。要将痛风扼杀在摇篮里,让痛风远离我们健康的身体和美好的生活,肠道菌群失调与痛风的关系不可忽视。
参考文献:Guo, Z., et al. (2016). "Intestinal Microbiota Distinguish Gout Patients from Healthy Humans." Scientific Reports 6: 20602.