護心降脂得從「腸」計議!荷蘭最新研究揭露微菌叢長期預測力

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近年來,隨著微生物生態學與基因體定序技術飛速進展,科學界對人體腸道微菌叢(Gut microbiome)的認知已從單純的消化與局部免疫輔助者,翻轉為影響全身系統性疾病的關鍵樞紐。2026 年 3 月初,權威科學期刊《npj 生物膜與微菌叢》(npj Biofilms and Microbiomes發表了一項由荷蘭阿姆斯特丹大學醫學中心(Amsterdam UMC)團隊負責的長期世代研究。該研究首度以多元族群為基礎提出縱向證據,證實個體的腸道微菌叢組成不僅能精準預測其長遠的心血管與代謝健康走向,更能作為開發次世代精準微生態療法的潛在標靶。

阿姆斯特丹大學醫學中心是全球微菌叢研究領域的重鎮,旗下主力機構阿姆斯特丹微菌叢中心(Microbiota Center Amsterdam,MiCA)長久以來致力於探討腸道細菌如何跨越人體生理屏障,進而調控糖尿病、憂鬱症及心血管疾病等全身性共病。這項最新發表的研究結合了大型流行病學數據與多體學分析技術,進一步向醫學界展示了轉譯醫學的巨大潛力——精準定位出能提供長期心血管保護力的益菌群,以及有可能加劇心血管代謝危機的高風險菌株。

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HELIUS 世代研究:消弭健康不平等的多元族群洞察

為確保結果能真實反映不同遺傳背景與飲食文化下的疾病發展軌跡,研究團隊採用了「阿姆斯特丹城市健康生活世代研究」(HEalthy Life In an Urban Setting,簡稱 HELIUS)的數據。HELIUS 是由阿姆斯特丹大學醫學中心與阿姆斯特丹公共衛生局(GGD Amsterdam)共同合作的一項前瞻性研究計畫,旨在探討阿姆斯特丹居民的心血管疾病、傳染病及心理疾病(如憂鬱症)狀況。

該研究的基準線世代(Baseline cohort,即研究的起始點)包含近 25,000 名參與者,涵蓋了荷蘭裔、蘇利南人(含非洲裔與南亞裔)、土耳其裔、摩洛哥裔及迦納裔族群。前四者是阿姆斯特丹人口占比最高的四大族群,而將迦納裔納入研究,則是因為其人口規模正快速擴張。此外,過去已有研究顯示,相較於荷蘭裔與其他族群,迦納裔人口在某些心血管代謝疾病(如高血壓、肥胖症與第 2 型糖尿病)的盛行率顯著較高。如此多元的人口結構讓研究人員能深入探討不同族群間的健康不平等現象,並有助為處於不利狀況的族群制定精準預防策略。

針對此次心血管代謝研究,研究團隊提取了 4,792 名 HELIUS 參與者的初始糞便樣本,並利用 16S rRNA 定序技術進行分析。隨後,研究人員對這群受試者進行了平均 6.2 年(最長達 9.5 年)的長期追蹤。透過將微菌叢數據與當地醫院及全國死亡率登記系統串聯起來,團隊得以掌握研究對象在追蹤期間重大不良心血管事件(Major Adverse Cardiovascular Events,MACE)1及其他代謝疾病的長期發生率。

長期追蹤數據揭曉:跨族群的心血管與代謝疾病演進

在追蹤期間,研究團隊記錄到 376 例新發高血壓(約佔高風險族群總人數的 21%)、375 例新發血脂異常(19%)以及 183 例新發糖尿病(5.8%)病例。至於更嚴重的心血管疾病方面,共有 129 名參與者發生 MACE,占整體約 2.7%,另有 180 名參與者遭遇了涵蓋心絞痛、心律不整與心臟衰竭等更廣泛診斷的 MACE+ 事件,占比約 3.8%。

研究人員進一步發現,不同族群的心血管疾病風險存在著顯著差異。例如南亞裔蘇利南人 MACE 與 MACE+ 的發生率是所有參與族群中最高的。然而,若從統計學角度出發,考慮腸道微菌叢組成與 MACE 發生率之間的關聯,呈現最顯著相關性的卻是荷蘭裔與非洲裔蘇利南人群體。由此可見,在新藥開發與生醫研究過程中,確實有必要納入多元種族,並顧及基因多樣性。唯有如此,才能更全面理解腸道微生態如何受到不同的遺傳與環境因素影響。

揪出腸道中的敵與友:保護性微菌叢與高風險致病菌

此次研究的另一重要成果,就是透過精密的腸道菌相分析,鑑別出幾種與心血管代謝疾病密切相關的特定菌群(Taxa),並明確區分出哪些菌種在統計學上呈現保護效果、哪些則會增加致病風險。在保護性微菌叢方面,數據顯示,當腸道中的嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila)以及毛螺菌科(Lachnospiraceae)數量較多時,發生 MACE 的風險會顯著降低。其中,毛螺菌科的保護效果特別突出,能實質降低 16% 的心血管風險2。此外,屬於同一家族的木聚糖真桿菌群(Eubacterium xylanophilum group)在排除其他干擾因素後,依然展現出強大保護力,意味著它們未來或有望用於開發精準微生態療法。

相反地,活潑瘤胃球菌群(Ruminococcus gnavus group)則被證實與心血管疾病風險增加有明確關聯。整體來看,在後來罹患糖尿病、血脂異常或高血壓的參與者之中,他們的腸道菌群多樣性通常都比較低。研究人員更進一步點名,普氏黃酮解體菌(Flavonifractor plautii)與活潑瘤胃球菌是引發代謝疾病的兩大危險因子:前者會讓罹患糖尿病的勝算(Odds)3增加 18%,血脂異常的勝算則增加 14%;後者則會使糖尿病與血脂異常發生的勝算分別攀升 13% 及 12%4。再者,鏈球菌屬(Streptococcus)、普氏黃酮解體菌以及活潑瘤胃球菌皆顯示出與長遠高血壓發生率的增加呈正相關。這些統計數據為生技製藥界指明了具體的微生物標靶,將有助於未來開發創新診斷工具與治療方法。

在科學研究中,如實報導數據的異常值往往能帶來更深層的科學啟發。以此次研究為例,值得注意的是,長久以來被廣泛視為「益生菌」代表的雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)竟在分析中顯示與高血壓風險微幅上升有關(OR = 1.06)。雖然看似與主流認知相悖,但這類異常現象正好凸顯了人體腸道微生態系統極度複雜,且會因環境而異(Context-dependent)的特性。簡而言之,特定細菌究竟是敵是友,可能會因為其他共生微生物的存在、人體潛藏的代謝壓力及共病症、或是不同的飲食與生活習慣而發生動態轉變。

代謝體學洞見:壞菌釋放代謝壓力,益菌將植物化為護心物質

為了弄清楚上述腸道菌究竟是如何引發或預防疾病,荷蘭研究團隊進一步加入了代謝體學分析。他們發現,那些使心血管代謝風險增加的「壞菌」會直接改變人體血液循環中小分子代謝物的濃度。舉例來說,被點名為有害菌的活潑瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)會導致血液中的膽酸(Bile acids)與醯基肉鹼(Acylcarnitine)濃度異常升高。在臨床上,當這些數值飆高,往往代表代謝系統已經出現毛病,或是心血管正承受壓力。

反之,研究人員發現,心血管較健康的參與者體內益菌較多,而且這些益菌與植物性飲食所產生的代謝物有密切關聯。具體來說,他們血液中特定的植物來源代謝物濃度較高,而那些物質已知能保護心血管或改善代謝功能5。這意味著腸道內的益菌會消化及代謝人們吃下肚的植物性食物,並將之轉化為能促進心血管代謝健康的物質。

從研究走向臨床:精準微生態療法開啟預防醫學新局

總結來說,阿姆斯特丹大學醫學中心的研究證實,腸道微菌叢的組成可用作預測長遠心血管與代謝疾病風險。雖然研究團隊坦言,目前單靠腸道菌相檢測還不足以作為獨立的臨床診斷工具,但這次找出的特定微生物網絡,已經為早期預防提供了頗具潛力的明確標靶。

放眼未來,臨床治療有望導入精準益生元(Precision prebiotics)、標靶型益生菌,甚至是更進階的糞便微菌叢植入術(Fecal microbiota transplantation)。這些療法的核心策略非常明確,就是要在腸道內「養好菌、滅壞菌」,既積極培育有助保護心血管的細菌,同時精準壓制有損代謝健康的「害群之馬」。

透過釐清腸道細菌、血液代謝物與跨族群健康數據之間的連動關係,全球醫學界正穩步邁向「個人化微生態醫療」的新紀元。這不僅有望減輕全球心血管與代謝疾病的沉重負擔,最終也將為全世界不同遺傳與文化背景的民眾,打造出真正量身定做、防患於未然的創新療法。

註釋:
  1. MACE 通常包含心因性死亡、非致命性心肌梗塞及非致命性腦中風。擴展版的定義(MACE+)則可能包含心絞痛、心律不整、心臟衰竭、或需血管再通術介入的心血管狀況。 ↩︎
  2. 原論文指出風險比(Hazard Ratio,HR)為 0.84,可理解為風險降低 16%。 ↩︎
  3. 統計學中勝算(Odds)是指發生某事件的人數與未發生該事件人數的比值(發生人數 ÷ 未發生人數)。 ↩︎
  4. 原論文以勝算比(Odds Ratio,OR)來帶出此概念,可理解為「腸道存在某種細菌者罹病的勝算」對比「腸道中沒有該細菌者罹病的勝算」。例如「OR = 1.18」代表「勝算增加 18%」。 ↩︎
  5. 根據原論文,例子包括 3-苯丙酸(3-phenylpropionate)、肉桂醯甘氨酸(cinnamoylglycine)以及腸內酯硫酸鹽(enterolactone sulfate)。 ↩︎
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