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在医学研究中，缺血性中风（Ischemic Stroke）的发病机制及有效治疗手段一直备受关注。为探究肠道微生物群、免疫谱和循环代谢物对中风严重程度的影响，研究人员开展相关研究。结果发现，严重中风（SS）患者炎症和胰岛素抵抗更明显，且与微生物群等三种调节因子有关。该研究为中风治疗提供新思路12。
在全球范围内，心血管疾病严重威胁人类健康，缺血性中风作为其中的重要类型，是导致死亡和残疾的主要原因之一。每年都有大量新增中风病例，给社会和家庭带来沉重负担。尽管多数中风风险因素可预防，但它依旧是严峻的公共卫生问题。随着科技的发展，人们逐渐认识到肠道微生物群在人体健康中的重要作用，它可通过复杂的微生物群 - 肠道 - 大脑轴（Microbiota-Gut-Brain Axis）调节神经炎症、行为和认知功能。已有研究表明，肠道微生物群的组成与整体健康、寿命以及缺血性中风的发生和发展密切相关。然而，目前对于轻度 / 中度中风（MS）和严重中风（SS）患者在肠道微生物群、免疫谱和循环代谢物方面的综合差异，研究仍存在空白。为填补这一空白，来自巴西坎皮纳斯大学（University of Campinas）等机构的研究人员开展了此项研究。
研究人员进行了一项横断面观察性研究。他们从 2018 年 2 月至 2022 年 12 月，在巴西坎皮纳斯大学的埃斯塔杜阿尔?苏马雷医院（Hospital Estadual Sumaré）招募疑似急性缺血性中风（AIS）患者，通过非对比 CT 扫描确诊后，收集患者新鲜血液和 / 或粪便样本。样本被送往实验室，用于评估微生物群、炎症标志物和代谢组学。最终，研究涉及 33 例轻度 / 中度中风患者和 32 例严重中风患者，所有患者均在急性期（最初 24 小时）进行评估，其中 45 例患者进行了微生物群组成分析，20 例患者进行了血清代谢组学和炎症标志物分析。
研究结果如下：
- 参与者特征：研究共纳入 78 名参与者，13 名被排除分析，最终 65 名参与者纳入研究。两组患者（MS×SS）的基线人口统计学和临床特征相似，但 NIHSS 入院评分、院内死亡率以及部分药物使用情况存在差异34。
- 血浆葡萄糖、胰岛素、短链脂肪酸（SCFA）和脂质谱：MS 和 SS 患者血浆葡萄糖水平相似，但 SS 组胰岛素水平更高，HOMA-IR 增加，表明该组存在胰岛素抵抗。SS 组中丁酸（Butyrate）水平高于 MS 组，而乙酸盐、丙酸盐和脂多糖（LPS）以及 LDL 胆固醇、HDL 胆固醇和甘油三酯水平在两组间无显著差异56。
- 不同严重程度急性缺血性中风患者的肠道微生物群：基于 Bray-Curtis 相异度的 NMDS 图和 UniFrac 度量表明，MS 和 SS 组的肠道微生物群组成存在差异。SS 组中变形菌门（Pseudomonadota，formerly Proteobacteria）相对丰富，而一些属如 Bilophila、Gemmiger 和 Bifidobacterium 在 SS 组中较低，Campylobacter、Finegoldia 和 Pseudobutyrucucoccus 在 SS 组中较高。不过，两组的 α- 多样性无显著差异78。
- 代谢组学：在 20 例患者（MS 组和 SS 组各 10 例）中进行代谢组学分析，发现 SS 组中支链氨基酸（BCAA）及其代谢物、部分氨基酸以及一些其他代谢物水平显著升高；而甘氨酸、牛磺酸和谷氨酰胺水平降低，谷氨酰胺的代谢物焦谷氨酸水平升高。此外，SS 组中色氨酸指数（Tryptophan Index）更高9。
研究结论和讨论部分指出，与 MS 患者相比，SS 患者具有更明显的炎症状态和更严重的胰岛素抵抗，这与肠道微生物群、代谢物和免疫谱的变化有关。胰岛素抵抗不仅表现为空腹胰岛素水平和 HOMA-IR 升高，还与循环中支链氨基酸及其代谢物增加有关。同时，SS 患者中氧化应激相关代谢物水平更高，表明氧化损伤更大。循环细胞因子呈现出炎症标志物 IL-6 和 TNF-α 增加的模式，令人惊讶的是，抗炎细胞因子 IL-10 在 SS 患者中也增加，这可能是一种代偿反应。肠道微生物群方面，SS 患者的 β- 多样性与 MS 患者存在显著差异，其中变形菌门的增加可能与胰岛素抵抗有关。此外，一些特定细菌属的变化也与心血管疾病和中风风险相关。
此项研究意义重大，它揭示了 SS 患者炎症和胰岛素抵抗状态与多种因素的关联，为理解肠道 - 大脑轴的调节机制提供了新视角，有助于开发针对严重缺血性中风的经济有效的治疗方法。
研究人员为开展研究，主要运用了以下关键技术方法：
- 样本采集与分组：收集急性缺血性中风患者的血液和粪便样本，根据 NIH 中风量表将患者分为轻度 / 中度中风和严重中风组。
- 检测分析技术：采用多种方法检测血清中的各种物质，如用 ELISA 法检测胰岛素水平，用葡萄糖氧化酶法检测血糖水平；用气相色谱 - 质谱联用技术分析短链脂肪酸；通过 NMR Suite 软件处理和定量代谢物；对粪便样本进行 DNA 提取、PCR 扩增，利用 Illumina MiSeq 平台进行 16S rRNA 基因测序分析肠道微生物群。
- 统计分析：运用多种统计方法对数据进行分析，如用 Student’s t 检验和非参数检验比较不同组间数据，用 Pearson χ2或 Fisher’s 精确检验比较分类变量。
