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综述与科普
肠道/健康基石菌——酪酸梭菌在高尿酸血症防治中的关键作用
丁香园-内分泌
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【摘要】高尿酸血症是由嘌呤代谢紊乱引起的常见代谢性疾病,不仅诱发痛风性关节炎,还可通过尿酸盐晶体沉积、氧化应激及炎症反应等机制损伤肾脏、心血管与代谢系统。传统饮食控制与药物治疗存在依从性差、毒副作用明显等局限。酪酸梭菌作为肠道中关键的产丁酸基石菌,通过修复肠黏膜屏障、抑制炎症反应、调节肠道菌群结构、促进肠道尿酸分解与排泄以及抑制黄嘌呤氧化酶活性等多靶点机制,在高尿酸血症的防治中展现出重要价值,为其综合管理提供了安全、有效的微生态新策略。
【关键词】高尿酸血症;基石菌;酪酸梭菌;肠道菌群;炎症反应;尿酸排泄;丁酸
一、高尿酸血症的发病现状及危害
高尿酸血症(Hyperuricemia, HUA)是指由于嘌呤代谢紊乱和/或尿酸排泄减少导致血尿酸水平超过正常范围的一种代谢性疾病。高尿酸血症已成为全球性的公共卫生问题,据估计,全球约10%以上的人口受到高尿酸血症相关并发症的困扰[1],基于2015-2017年全国甲状腺疾病和糖尿病调查数据库的横断面研究显示,我国成人高尿酸血症加权患病率为17.7%,男性患病率为23.5%,女性患病率为11.7%[2]。
高尿酸血症不仅引发痛风性关节炎,还通过MSU晶体沉积、氧化应激、炎症反应等机制,对肾脏[3,4]、心血管[5]、代谢系统[6,7]造成广泛损害,显著增加全因死亡风险。
二、高尿酸血症的发病机制
高尿酸血症是一种由嘌呤代谢紊乱导致的代谢性疾病,而人体内约三分之一的尿酸通过肠道排泄,肠道菌群作为肠道微环境的核心组成部分,在维持尿酸稳态中发挥着关键作用[8]。研究表明,痛风和高尿酸血症患者的肠道菌群组成与健康人群存在显著差异,表现为菌群多样性和特定菌属丰度的改变[9]。这种失调通过多重机制促进高尿酸血症的发生发展:一是肠道嘌呤代谢能力减弱,尿酸分解清除减少[10];二是革兰阴性菌产生的脂多糖激活肝脏黄嘌呤氧化酶,增加内源性尿酸合成[11][12];三是肠道屏障完整性受损,通透性增加,引发慢性低度炎症,进一步干扰尿酸转运体(如ABCG2)的功能,阻碍肠道尿酸排泄[13][14]。反之,持续升高的血尿酸水平也会改变肠道内环境,加重菌群失调与肠道炎症,形成恶性循环[12][13]。
三、传统治疗的局限性
目前临床上治疗高尿酸血症的方法主要有饮食控制和药物使用的方式[15]。从饮食控制的角度,可以通过限制富含嘌呤的食物和啤酒、果糖的摄入来进行,但这种饮食限制打破了患者的高营养价值与低嘌呤含量之间的营养均衡[16]。而且由于人们长期以来形成的饮食习惯,患者依从性较差,以至于限制富含嘌呤的食物的摄入难以实施[17]。临床上降低尿酸的药物包括抑制尿酸生成的药物别嘌呤醇、非布司他和促进尿酸排泄的药物苯溴马隆片等,这些药物有较好的临床效果,但同时也存在成本高、毒副作用强烈、患者耐受度低的问题,如易导致胃肠道出血、肝毒性和过敏反应等症状[18][19][20]。
近些年来,较多研究表明益生菌具有改善高尿酸血症的作用,高尿酸血症的临床治疗迎来了新的机遇[21]。
四、酪酸梭菌的临床应用及机制机理
2024年,美国微生物科学院院士赵立平于《Cell》发表研究,指出产丁酸菌是维持健康的核心"基石功能群",是维持健康的关键菌株[22];2026年01月,美国詹姆斯麦迪逊大学研究团队也发表综述,再次指出以酪酸梭菌为代表的产丁酸菌是肠道基石菌,在保护肠道屏障、调控免疫、维持健康中发挥核心作用[23]。
4.1 酪酸梭菌的临床应用
非急性期痛风患者普遍存在慢性炎症及肠道屏障受损,临床研究显示,酪酸梭菌在非急性期痛风的辅助治疗中具有显著的临床效果。一项随机对照试验表明,在常规治疗(非布司他)基础上加用酪酸梭菌,显著降低患者血尿酸、改善炎症指标、调节肠道菌群、增强肠道尿酸分解能力,且能有效降低痛风急性再发率,酪酸梭菌在痛风降尿酸和预防急性发作中具有重要辅助作用,为痛风及高尿酸血症的降尿酸替代治疗提供了新策略[24]。
此外,动物试验显示,高尿酸血症大鼠存在明显的慢性炎症反应,血尿酸水平与脂多糖(LPS)、白细胞介素6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平高度正相关;研究表明,酪酸梭菌CGMCC0313-1可有效降低高尿酸血症大鼠的血尿酸水平,且干预时间越长效果越佳;显著抑制肠道内毒素及炎性细胞因子的生成,改善肠道慢性炎症状态,维持肠道免疫稳态,抗炎效果优于苯溴马隆,这一发现具有重要临床意义[25]。
综上,酪酸梭菌具有多重作用,临床与基础研究结果相互印证,为其作为痛风及高尿酸血症安全有效的微生态辅助治疗药物提供了坚实依据。
4.2 酪酸梭菌的作用机制
尿酸1/3经消化道排泄,分泌到肠道后,由肠道微生物群进行代谢,高尿酸血症患者肠道屏障功能出现障碍,肠道通透性增加,微生物群多样性显著降低,肠道微生态失调,与正常人群肠道微生物群差异显著。而酪酸梭菌可通过以下机制防治高尿酸血症:
1、修复肠黏膜屏障
酪酸梭菌的核心代谢产物丁酸是结肠上皮细胞的主要能量来源,促进肠道上皮细胞增殖,修复受损的肠黏膜紧密连接,降低肠道通透性[26][27]。肠道通透性降低后,脂多糖(LPS)等内毒素的入血量减少,从而降低全身性慢性炎症水平[26]。补充丁酸能显著上调紧密连接蛋白的表达,修复高尿酸血症小鼠受损的肠道屏障,并有效降低血清尿酸水平[28]。通过恢复肠道屏障的完整性,酪酸梭菌从根本上阻断了LPS易位及其后续的促尿酸生成级联反应。
2、调节肠道菌群结构
健康的肠道菌群参与多种物质的代谢,酪酸梭菌进入肠道后,可促进有益菌的生长,抑制条件致病菌的繁殖。酪酸梭菌可恢复肠道有益菌群的丰度,优化整体的肠道微生物组成,重建微生态平衡[29]。这种菌群结构的优化不仅减少了肠道对嘌呤前体物质的吸收,还通过增加丁酸等SCFAs的产量,间接促进了尿酸的排泄。
3、调节免疫反应及抗炎作用
丁酸作为一种组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂,通过表观遗传学机制调节基因表达,促进抗炎功能,例如调节性T细胞(Tregs)的发育[30]。Tregs是重要的抑制性免疫细胞,能够抑制过度的炎症反应,维持肠道免疫稳态[31]。在高尿酸血症中,炎症反应,特别是NLRP3炎症小体的激活,被认为是疾病进展的关键环节[32][33]。丁酸梭菌可以通过调节Th17/Tregs平衡来抑制炎症反应,这一机制可能涉及肠-肾轴[34]。
4、促进尿酸分解排泄
酪酸梭菌干预可增加肠道菌群对尿酸的分解能力,酪酸梭菌可通过优化肠道菌群结构,增强肠道对尿酸的分解清除能力。肾脏并非尿酸排泄的唯一途径,肠道排泄约占全身尿酸排泄的1/3。酪酸梭菌及其促进的肠道菌群可分解肠道中的尿酸,增加肠道途径的尿酸清除,从而降低血清尿酸水平[10][24]。此外,有研究表明,丁酸可以通过改善肾脏和肠道的MAPK/NF-κB信号通路,调节尿酸转运体(如ABCG2)的表达,从而降低血清尿酸水平,促进肠道尿素的排泄[35][36]。
5、抑制黄嘌呤氧化酶活性
酪酸梭菌可降低血清黄嘌呤氧化酶(XOD)活性[25]。XOD是尿酸生成的关键酶,其活性下降可直接减少内源性尿酸的合成。这一作用机制为酪酸梭菌的降尿酸效应提供了直接酶学证据。
五、总结
高尿酸血症作为嘌呤代谢紊乱引发的全身性疾病,不仅导致痛风性关节炎,更通过单钠尿酸盐晶体沉积、氧化应激和炎症反应等多重途径,对肾脏、心血管及代谢系统造成广泛损害。基石菌酪酸梭菌可从修复受损肠黏膜屏障,调节肠道菌群,调控免疫反应以抑制炎症反应,增强肠道尿酸分解与排泄能力,并直接抑制黄嘌呤氧化酶活性以减少内源性尿酸合成多个层面干预高尿酸血症的病理进程。临床研究亦证实,在常规降尿酸治疗基础上联用酪酸梭菌,可进一步改善血尿酸水平及炎症指标,降低痛风急性再发风险。
值得关注的是,在国家863计划支持下,医用微生态制品开发国家地方联合工程研究中心崔云龙教授团队成功攻克了高活性菌株选育、高密度发酵及三层微囊化制剂工艺等技术难关,自主创研的酪酸梭菌CGMCC0313-1菌株获中美双发明专利授权(CN01129258.X,US 8092793等),酪酸梭菌活菌制剂已实现产业化。目前,酪酸梭菌制剂已被国家药品监督管理局批准为绿标OTC药品上市[37][38],标志着我国在产丁酸菌制剂产业化领域领先国际二十余年,产品成熟、安全、有效且可及性高。酪酸梭菌通过"筑牢肠屏障、调节菌群、调控免疫反应、抑制炎症、促进尿酸排泄"的系统性作用机制,结合其扎实的产业化基础,为高尿酸血症的综合防治提供了兼具临床价值与推广可行性的重要策略。
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