克利夫蘭臨床中心研究人員的新發現首次發現,腸道微生物菌叢會影響中風後的嚴重程度和功能障礙。結果發表在Cell Host & Microbe期刊 上,為潛在的新干預措施奠定了基礎,以幫助治療或預防中風。

該研究由克利夫蘭診所勒納研究所的 Weifei Zhu 博士和 Stanley Hazen 醫學博士領導。該研究建立在 Hazen 博士和他的團隊帶頭的十多年研究的基礎上,這些研究涉及腸道微生物菌叢在心血管健康和疾病中的作用,包括 TMAO((trimethylamine,簡稱三甲胺 N-氧化物)的不利影響——一種腸道細菌消化紅肉和其他動物產品產生的副產品。

“在這項研究中,我們發現飲食中的膽鹼和 TMAO 會導致更大的中風規模和嚴重程度,以及動物模型的較差結果,”心血管與代謝科學系主任兼克利夫蘭診所微生物組與人類健康中心主任 Hazen 博士說。“值得注意的是,簡單地移植能夠產生 TMAO 的腸道微生物就足以引起中風嚴重程度的深遠變化。”

此前,Hazen 博士和他的團隊發現,TMAO 濃度升高會導致心血管疾病的發展。在牽涉數千名患者的臨床研究中,他們已經發現,TMAO 的血液濃度可以預測未來心臟病發作、中風和死亡的風險——這些研究結果已在世界各地複製。早期的研究,也由博士領導。Zhu 和 Hazen 是第一個證明 TMAO 與增加凝血風險之間存在聯繫的人。

“這項新研究擴展了這些發現,並首次證明了腸道微生物——尤其是透過 TMAO——可以直接影響中風嚴重程度或中風後功能障礙,”Hazen 博士說。

研究人員比較了臨床前模型中 TMAO 濃度升高或降低的腦損傷。隨著時間的經過,那些 TMAO 濃度較高的人在中風後出現更廣泛的腦損傷和更大程度的運動和認知功能缺損。研究人員還發現,改變 TMAO 濃度的飲食變化,例如少吃紅肉和雞蛋,會影響中風的嚴重程度。

“中風後的功能——當流向大腦的血流受阻時發生——是患者的一個主要問題,”哈森博士說,他也是克利夫蘭臨床中心米勒心臟預防心臟病學和心臟血管康復和胸腔科研究所的聯合部門負責人,“為了了解膽鹼和 TMAO 是否會影響中風後功能,以及中風嚴重程度,我們比較了中風前各種功能的表現,然後是中風後短期和長期的表現。”

研究小組發現,一種對 TMAO 產生至關重要的腸道微生物酶 CutC 是導致中風嚴重程度增加並惡化結果。

據朱博士說,瞄準這種腸道微生物酶可能是預防中風的一種很有前景的方法。“當我們對編碼 CutC 的腸道微生物基因進行基因阻斷時,中風的嚴重程度顯著降低,”她說。“正在進行的研究正在探索這種治療方法,以及飲食干預有助於降低 TMAO 濃度和中風風險的潛力,因為眾所周知,西方飲食和富含紅肉的飲食都會提高 TMAO 濃度。轉向植物性飲食蛋白質來源有助於降低 TMAO。”

鄭醫師補充:

過去提到飲食不當或者是腸道菌叢失衡可能會增加心血管疾病及中風危險性的相關研究,都是偏向觀察性質,比較偏向知其然不知其所以然,這篇研究清楚點出其中關鍵的機轉,更重要的能藉由飲食調控及腸道菌叢的改變,直接預防或是降低疾病嚴重程度,因此是非常有前瞻性及實用的參考資訊,提醒大家留意。

參考文獻:

Weifei Zhu, Kymberleigh A. Romano, Lin Li, Jennifer A. Buffa, Naseer Sangwan, Prem Prakash, Aaron N. Tittle, Xinmin S. Li, Xiaoming Fu, Charlie Androjna, Anthony J. DiDonato, Kimberly Brinson, Bruce D. Trapp, Michael A. Fischbach, Federico E. Rey, Adeline M. Hajjar, Joseph A. DiDonato, Stanley L. Hazen. Gut microbes impact stroke severity via the trimethylamine N-oxide pathwayCell Host & Microbe, 2021; DOI: 10.1016/j.chom.2021.05.002

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