颅内动脉瘤阶段性特异的肠道微生物衍生代谢物

　　

近日，珠江医院脑血管病中心段传志团队与珠江医院检验医学部周宏伟/夏方博/孙海涛团队联合在肠道微生物参与颅内动脉瘤破裂的机制研究上取得新突破，研究成果以题为“Integrated metagenomic and metabolomic analysis reveals distinctive stage-specific gut-microbiome derived metabolites in intracranial aneurysms”的学术论文在国际顶尖医学期刊《Gut》上在线发表。珠江医院检验医学部&临床生物样本资源中心副研究员孙海涛，脑血管病中心博士研究生孙凯健和田昊为本文共同第一作者，脑血管病中心段传志、检验医学部周宏伟、夏方博以及孙海涛为本文共同通讯作者。

颅内动脉瘤（IA）是大脑动脉血管壁局部出现的囊性扩张，从未破裂动脉瘤（UIA）向破裂动脉瘤（RIA）的进展可导致高发病率和死亡率的蛛网膜下腔出血（SAH）的发生，是一种可造成家庭和社会沉重负担的脑血管疾病。近年来研究提示肠道微生物可能参与了颅内动脉瘤发生和发展，但在IA进展过程中这些微生物的明确功能和机制有待进一步阐明。

研究团队为此招募了来自两个不同地区的UIA和RIA患者，综合宏基因组学和代谢组学方法，发现颅内动脉瘤（IA）患者的肠道微生物的分类、功能特征及其衍生代谢物在IA的不同阶段存在显著差异。与未破裂动脉瘤（UIA）患者相比，破裂动脉瘤（RIA）患者肠道微生物组发生显著改变，肠道微生物群的色氨酸酶表达上调。同时，RIA患者血浆中色氨酸代谢物，尤其是硫酸吲哚酚（IS）水平显著升高。相关分析和中介分析进一步提示肠道微生物、色氨酸代谢通路以及血浆IS的升高间存在相互联系。使用混合抗生素耗竭小鼠肠道菌群可降低小鼠血浆IS水平，并降低IA的发生率与破裂率，向混合抗生素处理的小鼠补充IS后，上述变化可得到逆转，进一步的研究提示这可能与肠道微生物衍生的IS可能通过上调动脉瘤壁MMP9的表达促进弹性蛋白降解，加剧动脉瘤的形成与破裂有关。

该研究揭示了肠道微生物群衍生的色氨酸代谢物作为区分RIA和UIA患者的生物标志物的潜力，为IA的破裂风险判断提供了一种潜在的非侵入性的评估方法。同时，提出了肠道微生物群衍生的IS在IA壁弹性蛋白降解中发挥的作用，为IA的发病机制提供了新的见解。此外，该研究强调了进一步研究肠道微生物群衍生的组学特征与IA风险之间潜在关联的必要性，为颅内动脉瘤的诊断和治疗开辟了新的途径。

研究设计和工作流程

来源于肠道微生物群的硫酸吲哚酚参与颅内动脉瘤的弹性蛋白降解