口腔和肠道菌群在急性心肌梗死中的作用

　　越来越多的证据表明口腔微生物群与AMI之间存在相关性。血清中针对各种口腔致病微生物的抗体水平与心肌梗死风险呈正相关。聚合酶链反应(PCR)和微生物测序技术还在心肌梗死患者冠状动脉血栓中检测到口腔微生物DNA，包括牙周和非牙周致病菌，这表明口腔细菌与AMI冠状动脉血栓形成之间存在潜在关系。

　　1：AMI患者口腔/肠道微生物群多样性的改变

　　首先，对所有参与者的样本进行了16S rRNA基因测序。研究结果显示，急性心肌梗死(AMI)患者的口腔微生物群具有更高的α多样性：其唾液中Chao1丰富度、Faith系统发育多样性指数、Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数均显著升高;龈下菌斑的Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数也显著升高(图1A)。与之相反，AMI患者的肠道微生物群α多样性较低，表现为Faith系统发育多样性显著降低，且Chao1丰富度呈现显著下降趋势(图1A)。Shannon稀释曲线进一步支持了这些发现，表明AMI患者口腔微生物群的α多样性显著升高，而肠道微生物群的α多样性呈下降趋势(图1B)。通过主坐标分析(PCoA)评估β多样性(图1C)，结果显示AMI患者与对照组在口腔和肠道微生物群的β多样性均存在显著差异(图1D)。

　　图1. AMI患者口腔与肠道微生物群多样性的变化

　　2：急性心肌梗死（AMI）中口腔与肠道微生物群的相互作用

　　我们通过韦恩图比较了三种样本类型(唾液、龈下菌斑和粪便)中的微生物群，并鉴定出125个共有菌属(图4A)。随后对这30个共有菌属在三类样本中的相对丰度进行比较分析(图4B)。值得注意的是，链球菌属(Streptococcus)在急性心肌梗死(AMI)患者的口腔和肠道样本中均显著富集，而韦荣球菌属(Veillonella)和乳杆菌属(Lactobacillus)分别在AMI患者的口腔及肠道样本中呈现显著富集。卟啉单胞菌属(Porphyromonas)、拟杆菌属(Bacteroides)和Ottowia则在健康对照的口腔或肠道微生物群中显著富集(图4B)。在AMI患者中，口腔/肠道链球菌属和口腔韦荣球菌属与多项AMI临床参数显著相关(图3A-C)，但肠道乳杆菌属未显示出与任何AMI临床参数的相关性(图3C)。因此，后续分析中我们重点关注链球菌属和韦荣球菌属。

　　图3. AMI患者口腔/肠道菌群在菌属水平与临床参数的相关性分析

　　3：异位定植的口腔链球菌加剧小鼠心肌梗死

　　研究结果显示，AMI患者口腔中显著富集的链球菌菌株在其肠道菌群中亦呈现差异性富集(图5A-C)。据此我们推测，这些微生物可能通过消化道迁移途径实现异位定植，进而对心肌梗死病理进程产生潜在影响。

　　为验证这一点，研究人员对小鼠进行抗生素预处理后，连续7天通过灌胃给予无菌PBS(磷酸盐缓冲液)或不同链球菌菌株。选择非典型韦荣球菌(Veillonella atypica，V.a)作为阴性对照菌，因其在急性心肌梗死(AMI)组与对照组(Ctrl)粪便样本中的相对丰度无显著差异。随后对小鼠实施心肌梗死手术并于术后7天处死(图7A)。实时定量聚合酶链反应(qPCR)结果显示，与PBS组相比，接受细菌灌胃的小鼠粪便中S.o(口腔链球菌)、S.p(肺炎链球菌)、S.s(血链球菌)及V.a的丰度显著增加，表明这些细菌成功在肠道异位定植(图7B)。

　　超声心动图结果表明，S.o、S.p和S.s组小鼠的射血分数较PBS组和V.a组显著降低，且S.o和S.s组小鼠的缩短分数也较V.a组显著下降(图7C)。马松三色染色显示，与PBS组和V.a组相比，S.o、S.p和S.s组小鼠心肌梗死后梗死区域面积显著增大(图7D)。

　　图7. 口腔链球菌在小鼠肠道异位定植并加重心肌梗死

　　本研究为口腔与肠道微生物群参与急性心肌梗死(AMI)的病理进程提供了确凿证据，并证实口腔/肠道微生物群与AMI临床标志物间存在强相关性。此外，我们发现了在AMI发生发展中起重要作用的口腔-肠道迁移微生物(其中链球菌属尤为突出)。这些发现揭示了口腔微生物群在AMI中的关键作用，同时凸显了口腔来源微生物作为新型生物标志物在AMI预防、诊断与治疗中的潜在应用价值。

　　参考资料：

　　1. Li, Y.-L.; Chen, B.-Y.; Feng, Z.-H.; Zhou, L.-J.; Liu, T.; Lin, W.-Z.; Zhu, H.; Xu, S.; Bai, X.-B.; Meng, X.-Q.; Zhang, J.; Liu, Y.; Pu, J.; Jiang, M.; Duan, S.-Z., Roles of oral and gut microbiota in acute myocardial infarction. Journal of Advanced Research 2024.