

机体内共生菌和“机会主义”细菌——泛菌属和/或致病菌之间的微妙平衡可能会发生定量改变,当肠道生物多样性降低时,可能会导致肠道炎症和肠内菌群失衡。这种情况表现为黏膜屏障、肠道神经内分泌系统和免疫系统之间微妙协同机制的失衡,从而导致由不同原因引起的急性炎症反应,包括消化道的病毒或细菌感染。然而,失衡通常是由潜在因素缓慢而微妙地引起的,从而导致影响消化道和其他器官的不同疾病相关的慢性疾病。动物模型和人体研究明确指出,肠道菌群和微生物组在代谢综合征和心血管疾病、神经退行性疾病、泌尿系统疾病、皮肤、肝脏和肾脏病理以及早衰等炎症疾病的发生中起着重要作用。细菌碎片的血液转位是与肠道微生态失衡和“代谢内毒素血症”及全身性炎症相关的过程之一,与氧化应激及相关疾病的风险增加有关。在这种情况下,多种不同益生菌菌株的补充已证明可以恢复肠道正常状态,特别是在长期治疗中。本综述的目的是描述临床试验中观察到的特定益生菌菌株的抗炎效果及其适应症,并表明根据菌株、制剂、治疗时间和持续时间以及剂量使用的差异。多年以来,消化系统被误认为只参与食物转化和排泄消化过程产生的代谢废物的器官。然而,近几十年的研究表明,该系统更为复杂,并承担着许多对整个机体有重要影响的功能。肠道生态系统主要包括肠粘膜屏障、肠免疫系统(约占人体70%)、肠神经内分泌系统(也称为“第二大脑”)和肠道微生物群。前三个元素构成了“肠道屏障”,这是一个真正的双向选择性过滤器。肠上皮细胞和粘液细胞构成了粘膜屏障,它与呼吸系统一起,在成年人中的表面积达300-400平方米,是机体最大的界面。肠道的黏膜屏障将肠腔内的内容物(菌群和泛菌属、食物残渣、各种消化区域的分泌物和外源物)与特定的肠相关淋巴组织(GALT)和血管通路分开。近几十年来,研究人员强调了肠神经系统、免疫系统、肠上皮细胞和构成肠道微生物群的微生物之间的密切相互作用。迄今为止发布的数据表明,构成肠道微生物群的细菌、病毒、噬菌体、真菌和酵母参与了脑-肠轴组分之间双向联系的功能,介入了第二大脑和主要大脑之间的通信。此外,研究还引起了与其他肠外器官之间的双向通信,比如肠-皮肤、肠-肝脏、肠-肾脏、肠-心脏和肠-膀胱轴。在这种情况下,健康的肠道微生物群具有巨大的抗氧化和抗炎作用,而紊乱的肠道微生物群与日益增加的氧化应激和炎症相关,这些都与多种慢性疾病相关。肠道微生物群是一个生态系统,由细菌、噬菌体、真菌、酵母和病毒等不同微生物群落的一组生态位组成。近几十年来,细菌组分已经得到了研究,尽管存在种种困难,因为它包括成千上万种物种和数十万个基因。而人类肠道微生物群中可识别的物种数超过1000种,基因组包括60万到330万个基因。每个个体的微生物群包含>1000个物种,研究确认其中有57个物种是普遍存在于智人种中的核心物种。组成肠道微生物群的四个主要门是厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门和变形菌门。厚壁菌门和拟杆菌门约占结肠细菌群的90%,而其余物种虽然始终存在,但只占1-5%。肠道微生物群的组成通常会根据生活方式、个体的生理或病理状态、药物消耗和饮食等因素发生小的暂时性变化。然而,当肠道微生物群的定性和定量平衡发生改变时,这就导致了“肠内菌群失衡”的情况。肠道正常菌群状态是指定植于消化系统中的众多复杂的微生物群落处于平衡状态,通过代谢和酶活性来补偿宿主无法执行或执行不足的功能,从而有助于机体的健康状态。肠道微生物群在正常菌群状态下发挥的功能包括降解饮食中引入的营养物质,产生氨基酸和必需维生素,维持代谢平衡和能量稳态,正确发育和正常功能的免疫系统,保护肠壁的结构和功能完整性,降解外源物,通过产生影响脑活动的分子有助于维持认知效能,通过合成对内分泌器官具有器官亲和性的分子促进激素平衡。然而,与宿主和其生活环境相关的一些因素会导致正常菌群状态以生理方式发生变化。最重要的因素包括年龄、饮食(尤其是引入的纤维的数量和类型)和基因型。特别是,肠道微生物群的生物多样性在人类和其他哺乳动物中受到饮食的强烈影响。据信,与基因因素相比,约60%的肠道微生物群的结构变化是由于饮食变化。微生物群以多变的组成存在,从个体到个体之间变化较大,并在同一个个体中根据年龄、共病状况、生活方式和饮食变化而变化较小。存在于这种共生关系中的不同生物生态位之间的平衡保障了微生物群的防御、代谢和结构功能。肠道菌群失衡一词指的是一种常规的定性改变,同时也是指个体肠道中不同属、种和菌株的细菌数量的定量指示。这种改变会引起炎症和氧化应激,不仅导致共生微生物和潜在的致病微生物之间失去平衡,还严重扰乱了黏膜屏障的保护功能、紧密连接的结构功能以及微生物群的所有代谢和酶活性。菌群失衡可以急性发生,比如细菌或病毒感染或由抗生素等药物引起的急性腹泻。然而,更常见的是,表征这种现象的原因更为微妙,慢慢地形成慢性的菌群失衡;正如越来越多地在文献中证明的那样,它们与许多消化系统疾病相关。在这种背景下,肠道菌群失衡的特点是不同炎症介质的增加,可能引发病理过程,导致菌群老化和不同的慢性疾病。尽管难以确定系统性炎症的单一因果途径,但已知这种与氧化应激相关的情况在肠道菌群失衡和年龄较大的个体中表现出较高的表达。除了上述因素外,不恰当的饮食、食物过敏、感染和寄生虫感染、特定药物的使用(如抗生素、免疫抑制剂、化疗药物、质子泵抑制剂和长效皮质类固醇)以及免疫反应的改变都可能加剧菌群失衡的状态。慢性菌群失衡被定义为黏膜壁的慢性低级别炎症,导致紧密连接选择性功能的恶化,免疫系统的激活和负荷,最终导致有害分子如过敏原和微生物以及毒性物质通过循环系统进入,然后传播到其他器官。这种临床病状构成了目前所说的“渗漏性肠道综合征”或受损肠道通透性综合征(图1)。图1:受损肠道通透性综合征的特征。
已经证明,肠道通透性增加和黏膜屏障选择性丧失导致与其他系统负担或甚至全身性疾病相关的病理反应(表1)。表1:与菌群失衡相关的疾病。
老年人口逐年增长;2020年,60岁及以上的人口首次超过5岁及以下儿童。衰老的主要表现是低级别慢性炎症(LGCI),也被称为炎症衰老。流行病学研究表明,与年轻人相比,老年人血浆中的促炎因子如白细胞介素6(IL-6)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平增加。LGCI与老年人患慢性疾病、残疾和死亡的风险增加相关。基于这种情况,研究人员提出了几种病理机制,包括细胞衰老、先天免疫调节失调以及肠道菌群完整性的变化。在这方面,肠上皮细胞是抵抗病原体和机会性微生物的第一道屏障,分泌不同的抗微生物分子,如粘液蛋白和防御素,除了它们与免疫细胞的通讯能力,越来越多的证据表明,与年龄相关的肠道屏障对防御细菌的能力下降可能会导致炎症衰老和与年龄相关的慢性健康问题。因此,在衰老过程中肠道菌群受到重要的扰动,特别是微生物多样性和肠道完整性的减少导致肠道菌群失衡及其相关的炎症。在这种情况下,老年人肠道上皮的完整性降低可能会加剧由肠道细菌和/或内毒素泄漏导致的炎症触发因子的增加,进入全身循环。因此,肠道衰老与炎症之间存在密切的相关性,尽管炎症衰老的起因和它是否与肠道屏障老化或菌群变化相关仍不清楚。因此,对于多种肠道菌群失调在随着年龄增长中介导炎症衰老的影响的理解仍然不充分。人体研究表明,菌群失衡导致微生物进入老年人体循环系统,使这些个体更容易患上几种炎症性疾病。在小鼠模型中,研究了与年龄相关的炎症机制,将老年小鼠的菌群转移到年轻小鼠身上。结果显示,携带老年菌群的年轻小鼠表现出夸张的全身炎症反应,表现为肿瘤坏死因子-α(被认为在肠上皮通透性改变中起作用)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)、干扰素-γ(IFN-γ)和活性氧化物(ROS)的增加,以及短链脂肪酸的降低(这在阻断转录因子NF-kB的激活中发挥重要的抗炎作用),导致炎症衰老的恶化。此外,Kim等人证明了衰老和肠道菌群脂多糖(LPS)诱导的炎症之间的相关性,提示衰老与肠道菌群失衡和炎症之间的联系。此外,在衰老人群中,还存在抗炎性优生微生物的减少,包括双歧杆菌属(Bifidobacterium spp.)和普氏节杆菌(Faecalibacteriumprausnitzii),它们在肠道中维持免疫耐受性,而致炎微生物如链球菌属(Streptococcusspp.)、肠链球菌属(Enterococcus spp.)、葡萄球菌属(Staphylococcus spp.)和肠杆菌属(Enterobacter spp.)则增加了。近年来,对超级百岁老人的肠道菌群分析表明,促炎因子(IL-6和IL-8)显著上调,与肠道菌群组成的变化(寡铁杆菌门的富集和拉克塔蜜球菌属的减少)相关联,进一步证明了肠道菌群组成与年龄相关的炎症衰老之间的关系的重要性。为了进行这篇综述,我们进行了系统的搜索策略,以确定自1970年1月至2023年6月期间在Cochrane控制试验登记(CochraneCollaboration,英国牛津)和MEDLINE(国家医学图书馆,马里兰贝塞斯达)中的试验。搜索策略中包含了“益生菌”、“炎症”、“氧化应激”、“微生物组”、“临床试验”和“人类”等关键词。在对肠道菌群的作用、肠道菌群失衡以及相关炎症和氧化应激进行总体介绍后,针对每种抗炎和抗氧化适应证,提供了对其作用机制、临床观察效果和相关耐受性的简要描述。撰写和审阅小组的作者填写了“利益冲突声明”表格,以提供任何真实或潜在的利益冲突来源。本节描述了特定益生菌菌株补充对心血管系统、消化系统和泌尿系统氧化应激和炎症的证据和结果。正如介绍部分所示,几项研究已经强调了健康衰老和肠道优生群落之间的联系。有报道称,长寿个体的菌群组成与年轻人和虚弱老年人有很大的区别。益生菌是一种吸引人且有效的方法来控制各种传染性疾病。在这方面,特定的益生菌菌株及其发酵代谢物可能被认为是下调诱导衰老过程的氧化应激的有效候选物。益生菌具有强大的抗氧化性能和强大的氧化还原系统,减少了活性氧自由基(ROS)的积累,该自由基是多种疾病(如炎症性疾病、心血管疾病、脑血管疾病、退行性疾病、衰老和癌症)的重要贡献因素。多项研究表明,乳酸菌和双歧杆菌等益生菌具有出色的抗氧化能力,能够在一定程度上提供对抗氧化应激的保护作用,改善氧化和抗氧化系统的平衡,从而通过提高抗氧化酶能力来减少自由基的生成。尽管不完全了解其特定抗氧化机制,益生菌可以通过不同的机制展示抗氧化活性,包括螯合金属、中和ROS、增加抗氧化酶水平和调节菌群(图2)。在体外,多种乳酸菌菌株显示出对DPPH、O2−和H2O2的高清除活性;此外,它们依赖于对Fe2+和Cu2+的螯合而发挥非酶性的氧化应激防御机制,这两种离子是ROS生成的最活跃来源。此外,联合应用乳酸菌菌株的研究表明,这种补充可能会降低NADPH氧化酶(NOX)活性和NOX-1、NOX-4mRNA的表达,这些都是ROS生成的主要来源。图2. 益生菌的抗衰老作用机制。ROS = 活性氧自由基,SOD = 超氧化物歧化酶,CAT = 过氧化氢酶。
乳酸菌菌株,如Lactobacillus casei BL23和L. acidophilus LA5,可以通过产生抗氧化酶(SOD和CAT)的机制来保护免受氧化损伤,这些酶可以将自由基歧化为氧和过氧化氢。LA5还通过下调环氧化酶2(COX-2)的表达来发挥作用,该酶与ROS生成和炎症高度相关。其他菌株,如L. johnsonii BS15,已被证明能改善肠道厚壁菌门/拟杆菌门比例,这表明调节肠道菌群可能有助于改善宿主的氧化还原状态。有关益生菌在宿主中抗氧化机制的不同信号通路,包括蛋白激酶C(PKC)、红细胞2相关因子(Nrf2)、沉默信息调节因子1(SIRT1)和丝裂原激活蛋白激酶(MAPK),已被提出。然而,有关单株菌的作用和其特定信号通路之间的相关性的信息仍然缺乏,需要进一步研究。在一项包括妊娠糖尿病妇女的五个随机对照试验的综合分析中,益生菌补充导致C-反应蛋白(p < 0.0001)、IL-6(p = 0.0005)和丙二醛(MDA)(p < 0.00001)显著降低,而一氧化氮(NO)(p = 0.003)和总抗氧化能力(TAC)(p = 0.01)显著增加。在另一项包括九个随机对照试验的综合分析中,TAC和谷胱甘肽(GSH)在服用益生菌后显著改善(分别与安慰剂相比,p = 0.005和p = 0.006)。此外,还检测到血浆丙二醛(MDA)浓度的降低(p = 0.05)。在接受特定混合乳酸菌治疗8周的双相情感障碍患者中,IL-6、IL-10、TNF-α和MDA的血清水平也得到了改善。在一项初步研究中,给予两种特定的乳酸菌菌株(1:1的L. rhamnosus IMC 501和L. paracasei IMC 502;109细胞/天)补充4周,评估了益生菌对运动员在4周高强度体育活动期间氧化应激的影响及其在ROS中和中和作用中的潜在作用。研究结束时,在对照组中,乳酸菌计数几乎保持不变(粪便中的CFU/g为5.2 ± 0.5 Log10),而在接受益生菌治疗的组中,乳酸菌计数显著增加(p< 0.05),达到6.6 ± 0.8 Log10 CFU/g的水平。此外,与对照组相比,益生菌补充对生物抗氧化潜能产生了显著影响(p < 0.01)。在运动后,活跃组的生物抗氧化潜能水平显著高于对照组(p < 0.01)。此外,治疗与运动在生物抗氧化潜能水平上的相互作用也非常显著(p < 0.01),证实了益生菌补充显著增加了血浆抗氧化物水平。Lactobacillusrhamnosus IMC 501和Lactobacillus paracasei IMC 502的联合在一项双盲安慰剂益生菌喂养研究中进行了调查(25人接受益生菌,25人接受安慰剂),涉及50名健康志愿者,为期12周。干预结束时,观察到益生菌组的粪便中乳酸菌和双歧杆菌数量显著增加,并且益生菌组的排便频率和排便量高于安慰剂组。在另一个试验中,将36名受试者分为接受Vigiis 101-LAB(Lactobacillus paracasei subsp. paracasei NTU 101发酵制成的胶囊,每天五十亿CFU)或安慰剂治疗4周。治疗结束时,处理组的双歧杆菌和乳酸菌计数显著增加,分别增加了4.01倍和4.25倍。此外,同样剂量的补充剂(每天10十亿CFU)在52名受试者中改善了肠动力学,降低了食物通行时间,并显著增加了免疫球蛋白IgG、IgM和抗氧化活性。最近的一项综合分析研究纳入了26个随机对照试验(n = 1891),结果显示益生菌显著改善了肠道屏障功能,通过测量经上皮阻抗水平(p < 0.00001)、血清佐钠肽(p = 0.0007)、内毒素(p = 0.005)和脂多糖(p = 0.02)。此外,已确认益生菌组对降低炎症因子(包括CRP、TNF-α和IL-6)具有疗效。总之,定期并以充足剂量(至少每天10亿个菌落形成单位)使用特定的益生菌菌株已被证明能改善菌群组成,从而维持肠道稳态,降低活性氧化物和炎症代谢物的产生以及内毒素血症的风险。使用益生菌预防肠道老化和氧化应激与降低低级别全身炎症风险似乎是保护不同肠道和肠外疾病的基础。然而,还应考虑和进一步研究几个方面,以减少它们对治疗最终疗效的显著影响:益生菌菌株的选择、补充剂的持续时间、正确的载体和给药时间。此外,还需要进一步进行随机的临床前和临床试验,以确认初步证据并更好地了解益生菌给药和预防氧炎症衰老的机制。尿路感染(UTI)是中耳炎之后全球最常见的细菌感染。全球每年有超过1.5亿人受到UTI的困扰,年度医疗费用超过26亿美元。UTI可以被定义为影响上尿路(肾实质和输尿管)时的肾盂肾炎和肾脏感染,影响下尿路(尿道或膀胱)时的膀胱炎和尿道炎。一般来说,UTI可分为散发性、非复杂性和复杂性感染。非复杂性UTI在女性中非常普遍,女性一生中至少有50%的概率经历一次膀胱炎发作(男性仅为12%),并且有20-30%的复发性UTI的风险。在这方面,尽管存在一些弱点,如抗生素耐药性和对肠道微生物群的破坏,传统疗法仍以使用抗生素为基础,是对UTI的常见方法。事实上,复发性UTI的治疗包括每年多次使用不同周期的抗生素,也用作预防性药物。在这个背景下,多个国家的氟喹诺酮耐药率超过20%。2016年,FDA强调了对于患有非复杂性UTI的人群来说,氟喹诺酮的副作用通常超过其益处。UTI的复发可能是由同一种或不同的微生物引起的。大肠杆菌是85%的膀胱炎的主要病原菌,尽管一些革兰氏阳性菌如脱落梭菌,一些革兰氏阴性菌如肺炎克雷伯菌,以及一些肠球菌可能参与非复杂性UTI的发病机制,直接附着于膀胱上皮。被称为升行性逆行途径的肠-会阴尿道途径被认为是感染的主要途径,通过肠道菌群衍生的细菌在生殖道尾音或尿道外口定植,并通过尿道定植到膀胱。在这方面,肠道可能作为尿路病原菌的储库("肠-膀胱轴"),在UTI的发病机制和肠道与泌尿生殖系统微生物组之间的相互作用中起重要作用。此外,患有"渗漏肠综合征"的人肠道紧密连接的改变可能是脏器相互作用的另一种机制,增加了膀胱中细菌物质、炎症和UTI的风险。在这种情况下,益生菌可以用于改变细菌的定植。乳酸菌属种类占据了健康生殖道微生物群的主导地位,并可以抑制几种微生物的生长,如肠球菌属、葡萄球菌属、不存在各个属和拟杆菌属。这种作用可以通过不同的机制来解释,包括产生乳酸酸,降低生殖道的pH值;防止非本地微生物在生殖道内增殖;以及通过创建生物膜来保护生殖道黏膜,防止致病微生物的附着和生长。乳酸杆菌Lactobacillus paracasei IMC 502和Lactobacillusrhamnosus IMC 501的益生菌组合已被证明能够体外抑制念珠菌属在生殖道细胞上的附着,并粘附于生殖道上皮。在这方面,一个包括35名健康女性的初步研究中,连续服用益生菌栓剂,其中包含Lactobacillusrhamnosus IMC 501和Lactobacillus paracasei IMC 502(1:1比例,至少含有10^9个可活性乳酸菌的合剂),连续7天后可以显著增加乳酸菌水平,恢复和保持正常的生殖道菌群。甚至L. gasseriLG050也被发现可以定植于生殖道上皮并恢复生殖道菌群。经口益生菌补充剂L. reuteri(前L. fermentum)和L. rhamnosus在细菌性生殖道病的绝经前妇女中发现,使用益生菌四周内可以减少生殖道大肠杆菌和酵母菌,并改善生殖道菌群。此外,在绝经前妇女中,L. rhamnosus GR-1和L. reuteri RC-14的补充,结合抗生素治疗,可将UTI的复发率从47%降至21%。类似的研究显示,使用L. reuteri RC-14 / L. rhamnosus GR-1的益生菌组合,可以将UTI的复发率从每年6次降至1.6次。一项关于252名绝经后妇女的随机对照试验显示,采用L. rhamnosus GR-1 / L.reuteri RC-14组合治疗复发性UTI,并与每日使用联合用药替米斯托环-磺胺甲氧唑(480 mg/天)进行预防的情况进行比较,接受抗生素治疗的个体在12个月内报告平均2.9次UTI,而活性组平均3.3次UTI,结果未达到非劣性标准。然而,口服益生菌的额外好处是降低了抗生素耐药性的水平。最近的一项对共计9项研究(772名成年患者)进行的系统综述显示,益生菌可能是减少尿路感染的潜在选择。特别是乳酸菌Lactobacillus crispatus、Lactobacillusacidophilus PXN 35 和Lactobacillus plantarum PXN 47 可将尿路感染的风险减少近50%。尽管不同益生菌菌株的口服给药在预防尿路感染方面显示出潜在疗效,但尚未进行随机对照试验定量评估益生菌对尿路微生物群的影响。因此,目前尚不清楚口服给药的益生菌是否能够在成年女性下尿路定植,并/或改变现有的尿路微生物群。此外,未来的研究应着重于更具临床相关性的高危人群,考虑与生殖道给药可能存在的差异,并明确治疗持续时间、剂量、给药方式以及与其他营养补充剂的联合使用。益生菌在减少心血管风险和氧化应激方面的作用引起了科学界的兴趣,特别是考虑到新的科学证据支持肠道菌群在心血管疾病发病机制中的作用。图3突出显示肠道菌群相关系龄化发炎在不同风险因素和心血管疾病发病机制中的重要作用。目前,已经确立了慢性低度系统炎症和氧化应激与肠道菌群失调所引起的胰岛素抵抗、糖尿病、肥胖和其他心血管疾病的发展之间存在直接关联。肠道中占主导地位的四个主要门类菌纲(即拟杆菌门、厚壁菌门、放线菌门和变形菌门)的相对丰度可能与心血管疾病有关。在肥胖人群中,数据证实厚壁菌门普遍比拟杆菌门更为丰富,而正常体重的人则展现了明显向拟杆菌门的转变。另一项支持这种评估的研究结果表明,膳食和/或肥胖外科手术引起的减重会显著改变肠道微生物组成。通过益生菌补充改善肠道菌群调控已经发现可以减少低度肠道炎症和氧化应激、改善肠道屏障的完整性,促进内稳态代谢平衡,潜在减少心血管疾病的风险。在这方面,肠道通透性在肠道菌群失调的情况下可能会发生改变,并可能导致机会性或致病性细菌及/或细菌碎片(如内毒素LPS)通过肠道进入血液,从而引发代谢内毒素血症。LPS与位于肝细胞和脂肪细胞上的细胞因子受体结合,从而诱导促炎细胞因子的释放并导致胰岛素抵抗。这些分子引起巨噬细胞的浸润,并在炎症细胞因子的合成中发挥作用。益生菌可以改善肠道屏障的功能,从而促进有益菌或共生微生物的增殖,抑制一些革兰阴性病原菌的增殖。它们还可以减少LPS的转位和脂肪组织中促炎细胞因子的产生。通过益生菌补充后肠道微生物群的恢复与GLUT4葡萄糖转运蛋白、PPAR-γ和脂肪合成基因的翻译功能的改善以及炎症标志物(IL-1β,IL-6和TNF-α)表达的降低相关联。一些研究表明,肠道菌群可能通过发挥“抗炎”作用来介导与肥胖相关的代谢紊乱所经典相关的低度炎症。在不同群体的成年人和老年人中观察到IL-6、TNF-alpha、IL-1β、IL-6和CRP的产生减少。其他益生菌可能诱导抗炎细胞因子的产生。图3. 肠道菌群变化、发炎状态以及超重、肥胖、代谢综合征(MetS)、血脂异常、II型糖尿病、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、高血压和心力衰竭的风险之间的关系。一项包括21名稳定冠状动脉疾病患者的初步研究显示,每天补充植物乳杆菌Lactobacillusplantarum 299v(Lp299v)6周对肱动脉内皮依赖性血管舒张产生了积极影响,通过增加一氧化氮(NO)的生物可利用性,减少了全身炎症,引起了肠道菌群衍生的循环代谢物的变化。此外,将L.helveticus LBK-16H在36名轻度高血压患者中连续用药21周,平均收缩压(SBP)较对照组降低了6.7(±3.0)mmHg [108]。同样,用L. helveticus和S. cerevisiae的组合治疗高血压男性(年龄在23至59岁之间)平均收缩压降低了5.2(±8.1)mmHg,舒张压(DBP)降低了1.7mmHg [109]。在另一项研究中,富含GABA(1mg/mL)的L. casei Shirota和Lactococcus lactis发酵的牛奶在高血压患者中显示出平均收缩压(17.4± 4.3mmHg)和舒张压(7.5 ± 5.7mmHg)的显著降低 。此外,基于14项随机对照试验的荟萃分析表明,富含益生菌的牛奶显著降低了一级高血压患者的收缩压和舒张压。在另一项随机对照试验中,36名吸烟者连续用药6周的植物乳杆菌(2×1010/UFC/mL/天)显著降低了收缩压(13 ± 4mmHg,p < 0.001)。此外,观察到纤维蛋白原和胆固醇水平、瘦素、IL-6和F2-异前列腺素浓度(脂质过氧化和氧化应激的生化标志物)显著降低。一项基于多个随机对照试验的荟萃分析强调,当基线血压较高时,至少结合两种益生菌(尤其是乳酸菌+酿母菌)、治疗持续时间≥8周以及每日剂量≥1011 CFU时,可获得更强的抗炎和降压作用。其他临床和临床前研究强调肠道菌群的慢性炎症老化(inflammaging)在心力衰竭中的关键作用。心力衰竭在发达国家的成年人中的患病率约为1-2%,在70岁以上的人群中达到10%[114]。心力衰竭患者可能表现出吸收、动力、组织灌注和水肿等胃肠道紊乱,这导致肠道菌群的变化,从长期来看,这增加了内毒素在血液中转位的风险,导致前负荷和后负荷增加,病情加重。此外,心力衰竭的严重程度与肠道菌群紊乱的严重程度之间存在着密切的关联,通过血清中三甲胺氧化物(TMAO)水平来衡量。TMAO是通过肠道菌群代谢胆碱和磷脂酰胆碱产生的一种胺。有假设认为在高水平的TMAO情况下,血管重塑和冠状动脉粥样硬化进程可能会加剧。虽然病因病理机制尚不清楚,但显然血液中TMAO水平与肠道水肿增加、炎症代谢物以及心脏和血管重塑之间存在直接的比例关系(图4)。最近的一项前瞻性研究对720名受试者进行了为期5年的随访,以探讨肠道菌群在心力衰竭中的潜在病理生理作用以及与全因死亡率的关系;特别是通过对空腹血样的分析,研究了TMAO的作用。心力衰竭患者的TMAO水平最高(平均TMAO水平为5.0µM),与健康人群相比(平均TMAO水平为3.5µM,p <0.001),死亡风险增加了3.4倍。最后,研究表明,较高的TMAO水平通过改变逆胆固醇转运、固醇代谢以及胆汁酸的质量和数量等方面,影响脂质代谢。一项随机临床试验对具有HF NYHA II或III级和LVEF< 50%的患者进行了为期三个月的治疗,每天含有1000毫克的益生菌(S. boulardii)。评估了这种补充治疗对不同血流动力学参数的疗效。在三个月的治疗结束时,接受益生菌治疗的组显示出尿酸水平显著降低(−1.08,p = 0.014 vs.安慰剂:−0.01,p = 0.930)、总胆固醇降低(−7.63,p = 0.010 vs.安慰剂:−2.02,p = 0.603)和hsCRP降低(−0.23,p = 0.116 vs.安慰剂:+0.44,p = 0.011);左室射血分数(LVEF)改善(6.6,p =0.005 vs.安慰剂:+4.2,p = 0.173);左房直径下降(−0.29,p = 0.044 vs.安慰剂:+0.2,p = 0.079)。与L.rhamnosus的临床前数据显示的结果相似。图4. 肠道菌群失调与血流动力学变化之间的相关性:与漏肠综合征相关的肠道通透性和肠道菌群的改变导致微生物和内毒素进入血液循环,随之引起促炎细胞因子水平的升高,这可能影响肾脏清除功能并引起心力衰竭。肠道菌群的改变与N-oxide(TMAO)水平的增加相关,这也间接导致心力衰竭和肾损伤的加剧。由于诱导的肾功能障碍而导致的代谢物清除受损进一步促进了疾病临床表现的恶化,形成了一个恶性循环。
微生物群靶向治疗可能被提出作为一种可能的预防或治疗选择,针对特定的与年龄相关的疾病,并有可能在调节伴随衰老和相关炎症过程的健康问题方面发挥作用。在这方面,关于疾病与肠道微生物群变化之间关系的不同研究强调了“第二大脑”在人类健康与心血管疾病以及包括漏肠综合征在内的特定自身免疫性疾病之间的关联的重要作用。关于益生菌、后生元补充的研究显示出的保护效果,可能被用于开发潜在的治疗方法,以提高老年人的生活质量。益生菌、后生元国际市场以各种形式(如功能食品和饮料、粉末、胶囊和片剂)逐年增长。此外,益生菌、后生元还与其他膳食疗法(包括纤维和营养化合物)联合研究。欧洲家庭医生胃肠学专家小组表示,应考虑使用已经经过测试的特定益生菌或后生元来调节不同肠道症状,促进肠道正常菌群。世界上大多数开处方的药物都是为口服用途而开发并被肠道吸收。最近的证据表明,大约四分之一的非抗生素药物会抑制肠道生理菌群中至少一株菌的生长,可能导致肠道微生物失调和肠道炎症。在心血管药物中,钙拮抗剂和不同的抗心律失常药物似乎会降低肠道微生物群的相对丰度。此外,质子泵抑制剂和一些抗糖尿病药物是患者常用的非心血管药物之一。在这方面,微生物群-药物相互作用尤为重要,需要更加关注可能对微生物组造成的变化和氧-炎性老化。肠道微生物群是一个多样的微生物社区,与宿主在多种代谢活动中协同合作,影响肠道炎症,调节免疫功能和衰老过程。衰老是一个加剧氧化应激和炎症现象的生理过程。在这方面,考虑到老年人口将增加的事实,不应忽视肠道微生物群的作用和肠道正常菌群的预防措施,因为这些微生物共生体与多种肠道和肠外病理的发生和预防密切相关。迄今为止进行的研究强调了使用特定益生菌菌株恢复微生物组成的可能性,减少病原菌和本地病原菌的进展,预防肠道渗漏综合征的风险,该综合征与尿路感染和心血管病等肠外疾病密切相关。尽管一些临床试验支持使用益生菌和后生元制剂作为防治氧化-炎症老化的药物,但在将其融入临床实践之前,还需要进一步的体外和体内研究,评估不同菌株、剂量、治疗时期等的功效,以及对硬性结果的影响。最后,对粪便样本进行16S rRNA测序可能有助于研究影响肠道微生物群结构特征的因素的关联,以及恢复肠道正常菌群的潜在益生菌干预措施。