近年来,慢性肾病(CKD)已成为全球范围内的重大公共卫生问题,影响了约10%到15%的人口。尽管糖尿病、高血压等传统风险因素已被广泛研究,但新的研究发现,血液中的三甲胺氧化物(TMAO)水平可能是预测CKD风险的更强指标。塔夫茨大学(2024USNews美国大学排名:40)和克利夫兰诊所的研究人员在《美国肾脏病学会杂志》上发表了一项重要研究,揭示了TMAO水平与CKD风险之间的密切关联。
TMAO水平作为慢性肾病的预测指标
塔夫茨大学和克利夫兰诊所的研究人员通过对两个大型国家卫生研究院人群的研究,发现高血液中的TMAO水平可以预测未来患慢性肾病的风险。研究人员在平均10年的随访期内跟踪了超过10,000名肾功能正常的美国成年人,发现TMAO水平升高的参与者未来患CKD的风险显著增加。即使在基线时肾功能正常或受损的人中,较高的TMAO水平也与肾功能下降的速度更快有关。这些关联独立于社会人口特征、生活习惯、饮食和其他已知的肾病风险因素。
TMAO是肠道细菌从红肉、鸡蛋等动物性食物中形成的副产物。研究表明,TMAO水平比糖尿病、高血压、年龄和种族等已知风险因素更能预测CKD的风险。研究结果还与早期的临床前模型研究一致,显示TMAO直接促进肾功能下降和组织纤维化。
TMAO在肾功能下降和组织纤维化中的作用
克利夫兰诊所和塔夫茨大学的研究人员发现,TMAO不仅是CKD的预测指标,还在肾功能下降和组织纤维化中扮演了重要角色。斯坦利·哈森博士及其团队的研究表明,TMAO是由肠道细菌从红肉、鸡蛋等动物性食物中形成的副产物。研究结果显示,TMAO水平升高的参与者未来患慢性肾病的风险增加,且TMAO水平较高与肾功能下降速度较快有关。
这些发现与早期的临床前模型研究一致,表明TMAO直接促进肾功能下降和组织纤维化。慢性肾病不仅是一个主要的公共卫生挑战,影响全球约10-15%的人口,也是心血管疾病的强风险因素。研究表明,TMAO水平是慢性肾病风险的强指标,甚至比糖尿病、高血压、年龄和种族等已知风险因素更强。
与其他已知慢性肾病风险因素的比较
在比较TMAO与其他已知的慢性肾病风险因素时,研究发现TMAO水平的预测能力更为显著。糖尿病和高血压是已知的CKD主要风险因素,但TMAO水平的预测能力甚至超过了这些传统风险因素。研究对象为两个社区的10,564名无基线CKD的参与者,经过中位数9.4年的随访,发现979例新发CKD事件。调整社会人口学、生活方式、饮食和心血管风险因素后,较高的血浆TMAO水平与CKD发生率增加一倍以上相关。
TMAO水平较高者的年eGFR(估算肾小球滤过率)下降幅度也更大。研究建议,通过生活方式和药物干预降低TMAO水平,可能是预防和治疗CKD的有效策略。研究的局限性包括观察性设计、不能排除残余混杂因素、检测间变异性以及使用国际疾病分类代码进行住院CKD报告可能存在的错误。
降低TMAO水平的潜在干预措施
为了预防和治疗慢性肾病,研究人员建议通过饮食和药物干预降低TMAO水平。人类的胃肠道中存在着多样化的微生物群落,这些微生物的基因和代谢潜力在健康维护、发育、衰老和疾病中起着重要作用。新测序技术和无培养方法的出现,使研究人员能够超越相关性研究,深入探讨微生物组与宿主的相互作用。
研究发现,肠道微生物组与中枢神经系统之间存在双向通信,被称为“微生物-肠-脑轴”。微生物-肠-脑轴是神经胶质细胞功能的重要调节器,成为缓解神经退行性疾病发展的可操作目标。本文综述了微生物-肠-脑轴在神经退行性疾病中的机制。肠道微生物组为小胶质细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞提供了重要信号,本文探讨了肠道微生物与这些胶质细胞在健康状态和神经退行性疾病中的通信。
随后,本文从代谢物中心的角度讨论了微生物-肠-脑轴在神经退行性疾病中的机制,并探讨了肠道微生物相关的神经递质和肠激素的作用。接下来,本文探讨了通过靶向肠道屏障、血脑屏障、脑膜和外周免疫系统来对抗神经退行中的胶质细胞功能障碍的潜力。最后,本文评估了益生菌、益生元和粪便微生物移植在神经退行性疾病中的临床前和临床证据。
未来研究方向
未来的研究计划包括检查遗传数据以帮助评估TMAO与慢性肾病之间的潜在因果关系,以及研究生活方式改变是否可以预防慢性肾病的发展和进展。全面理解微生物-肠-脑轴将促进有效治疗干预措施的发展,以管理神经退行性疾病。
此外,研究人员还计划进一步探讨TMAO与其他疾病之间的关联,如心血管疾病和神经退行性疾病。通过深入研究TMAO的代谢途径和其在不同疾病中的作用机制,科学家们希望能够开发出更有效的预防和治疗策略。
综合总结
塔夫茨大学和克利夫兰诊所的研究揭示了TMAO水平作为慢性肾病预测指标的重要性。TMAO不仅是CKD的强预测指标,还在肾功能下降和组织纤维化中扮演了关键角色。与其他已知的CKD风险因素相比,TMAO水平的预测能力更为显著。通过饮食和药物干预降低TMAO水平,可能是预防和治疗CKD的有效策略。
未来的研究将进一步探讨TMAO与CKD之间的因果关系,并研究生活方式改变是否能预防CKD的发展和进展。全面理解微生物-肠-脑轴将促进有效治疗干预措施的发展,以管理神经退行性疾病。通过深入研究TMAO的代谢途径和其在不同疾病中的作用机制,科学家们希望能够开发出更有效的预防和治疗策略,为全球公共卫生挑战提供新的解决方案。
参考新闻资料:
- Research Ties Gut Microbial TMAO Pathway to Chronic Kidney Disease
- Elevated TMAO levels predict future risk of CKD
- Research Ties TMAO Pathway to Chronic Kidney Disease
- Metabolite in Red Meat Increases Kidney Disease Risk
- Microbiota–gut–brain axis and its therapeutic applications in neurodegenerative diseases
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