【摘要】心血管疾病（CVD）是全球范围内发病率和死亡率最高的疾病之一，肠道微生态失衡在其中发挥关键作用。酪酸梭菌作为肠道基石功能群的代表菌株，通过产生丁酸等短链脂肪酸，在筑牢肠道屏障、调控肠道菌群平衡、调节免疫、抑制炎症反应等方面显示出心血管保护作用。本文系统梳理酪酸梭菌防治心血管疾病的作用机制，结合“肠-心轴”理论及前沿研究，探讨其作为微生态干预策略的潜力与前景。

【关键词】酪酸梭菌；心血管疾病；肠-心轴；丁酸；基石菌

心血管疾病（CVD）是全球范围内的主要死亡原因，对人类健康构成严重威胁[1]。据统计，其发病率和死亡率持续居高不下，严重影响患者的生活质量并带来沉重的社会经济负担[1][2]。随着对疾病认知和治疗手段的不断深入，研究者们发现，肠屏障在心血管疾病的发生发展中扮演着愈发重要的角色，尤其“肠-心轴”的概念日益受到关注[3][4]。肠屏障受损与多种心血管危险因素，如肥胖、糖尿病、高血压和血脂异常等密切相关[5][6][7]。这些微生物通过其代谢产物直接或间接影响宿主生理，从而促进或抑制心血管疾病的进展[1][4]。因此，通过调节肠道微生物群来干预心血管疾病，已成为一个极具前景的治疗策略[1][8]。

1、心血管疾病的发病现状及危害

心血管疾病是一类累及心脏及血管系统的疾病，主要包括动脉粥样硬化、高血压、心力衰竭、心肌梗死等[1]。根据流行病学数据，心血管疾病在全球范围内仍为主要死因，2022年约1980万人死于相关疾病，占全球总死亡人数的32%[1]。中国心血管疾病患病率处于持续上升阶段，现患人数约3.3亿[2]。心血管疾病不仅严重威胁患者生命健康，还带来极大的医疗资源消耗与社会经济负担，其高致残率与高复发率进一步加重了公共卫生压力[1][2][7]。

2、心血管疾病的发病机制

心血管疾病的发病机制复杂，涉及多因素交互作用，主要包括炎症反应、脂质代谢紊乱、氧化应激、内皮功能障碍及免疫调节失衡等[7][9][10][11]。动脉粥样硬化是多数心血管事件的病理基础，其核心机制为脂质在血管内膜沉积、巨噬细胞浸润形成泡沫细胞、平滑肌细胞增生及纤维帽形成，最终导致斑块不稳定、破裂和血栓形成[11]。近年来研究揭示，肠道微生物群及其代谢产物在心血管疾病的发生发展中起关键作用，尤其是有害代谢产物三甲胺N-氧化物（TMAO）可促进动脉粥样硬化，而短链脂肪酸（SCFAs）如丁酸则发挥保护作用[4][12][13]。此外，慢性低度炎症与胰岛素抵抗、高血压等危险因素密切相关，共同推动疾病进展[2][5][9]。

3、传统治疗方式及局限性

心血管疾病的传统治疗主要依赖药物干预与生活方式管理，而手术（如经皮冠状动脉介入治疗、冠状动脉旁路移植术、心脏起搏器植入等）通常仅在疾病终末期或急性发作时作为急救手段使用[14]。

在药物治疗方面，他汀类、抗血小板药、β受体阻滞剂及血管紧张素转换酶抑制剂等构成了核心方案，通过降低血脂、抑制血小板聚集、调控血压与心率来延缓疾病进展[15]。然而，长期用药面临多重问题，包括毒副作用明显（如他汀类药物可引发肌痛、肝酶升高，抗血小板药物则存在出血风险及耐药现象）、体内吸收不佳、半衰期短、为维持疗效常需大剂量使用进而加重毒性反应，同时患者耐受性差、治疗依从性不高[16][17]。即便在最佳药物联合血运重建治疗下，仍有部分患者表现为顽固性心绞痛或微血管功能障碍，整体预后不理想[18]。

生活方式干预，如低盐低脂饮食、规律运动、戒烟限酒、体重控制等，是疾病预防的重要基础，但长期坚持难度大，且难以逆转已发生的血管损伤与肠道菌群失衡。

手术方式虽然能迅速缓解血管狭窄、纠正心功能异常，但由于其具有侵入性，存在并发症风险，且无法改善全身性病理紊乱，术后仍可能发生病变复发或再狭窄，难以从根源上遏制病程发展[19][20]。

4、酪酸梭菌的临床前研究及机制机理

2024年，美国微生物科学院院士赵立平教授团队在《Cell》期刊上发表了一项研究，通过对多种疾病的数据进行分析，识别出一组对维持人体健康至关重要的核心菌群，并首次提出了“基石功能群”这一概念[21]。该功能群特指能够生成丁酸等短链脂肪酸的关键菌群。酪酸梭菌（又称丁酸梭菌）可产生丁酸，是典型的肠道基石菌，在维持肠道屏障完整性、调节免疫反应、抑制炎症以及促进肠道健康方面发挥着重要作用[22]。

4.1 酪酸梭菌的临床前研究

酪酸梭菌（Clostridium butyricum, CB）是一种严格厌氧的革兰阳性益生菌，能够高效产生丁酸，已在临床上用于治疗腹泻、炎症性肠病、肠易激综合征等肠道疾病。近年来，其在心血管疾病领域的研究逐渐增多。

在动脉粥样硬化模型中，Yin等研究发现酪酸梭菌干预可显著减少高脂饮食喂养的ApoE⁻/⁻小鼠动脉粥样硬化斑块面积，改善血脂谱，降低主动脉根部巨噬细胞浸润，并通过调节宿主亚油酸代谢发挥抗动脉粥样硬化作用[23]。在心肌纤维化方面，Wang等研究表明酪酸梭菌联合应用可减轻小鼠心肌纤维化发展，且酪酸梭菌效果优于其他益生菌[24]。Zhao等进一步发现酪酸梭菌通过调节CD4⁺CD25⁺FOXP3⁺ Treg细胞，减轻脂多糖诱导的脓毒症小鼠心肌损伤[25]。针对糖尿病血管并发症，Zhou等证实酪酸梭菌可通过激活Nrf2/HO-1通路减轻db/db糖尿病小鼠的血管炎症和氧化应激[26]。此外，Yang等的综述系统总结了酪酸梭菌在维持肠道屏障完整性、抑制肠道病原菌和减少微生物易位方面的有益作用[27]。

4.2 酪酸梭菌的作用机制

酪酸梭菌防治心血管疾病的作用机制主要涵盖以下方面：

（1）筑牢肠道屏障

丁酸是结肠上皮细胞的主要能量来源，能促进肠上皮细胞增殖分化，丁酸能够上调紧密连接蛋白（如occludin、claudin-1及ZO-1等）的表达，从而修复受损的肠道屏障，降低肠道通透性，阻止有害物质入血[28]。此外，丁酸还可促进黏蛋白（MUC2）的合成与分泌，进一步增强黏液层的屏障功能[22]。肠道屏障改善有助于降低全身性炎症，减轻内毒素血症对心血管系统的负面影响[9][29]。

（2）调节肠道菌群

针对心血管疾病患者的肠道菌群失调问题，酪酸梭菌干预可发挥显著的调节作用。一方面，它通过提高有益菌的丰度、抑制有害菌的过度生长，帮助恢复肠道微生态的平衡[30]。其作用机制包括：利用生态位竞争和代谢产物的调控，直接或间接抑制潜在致病菌的繁殖；同时为有益菌的扩增创造条件，并减少微生物易位。通过控制有害菌及其代谢产物，酪酸梭菌能够缓解由此诱发的全身性慢性炎症，而这一炎症过程正是推动心血管疾病进展的关键因素之一[30]。

（3）调节免疫

丁酸作为一种天然组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂，能够精准调控免疫细胞功能，尤其可促进调节性T细胞（Tregs）的分化与扩增。Tregs是维持机体免疫耐受、抑制动脉粥样硬化进展的关键免疫细胞[31]。在富含丁酸盐的微环境中，FOXP3基因保持活跃状态，从而推动Tregs细胞群的发育，这对控制炎症反应至关重要[32]。此外，丁酸盐还可通过激活GPR43、GPR120等G蛋白偶联受体（GPRs）参与免疫调节过程[33]。

（4）抑制炎症

酪酸梭菌能直接抑制NF-κB促炎信号通路及NLRP3炎性小体的活化，显著减少IL-6、TNF-α等促炎细胞因子的释放，进而减轻血管炎症与氧化应激。多项动物实验证实，给予酪酸梭菌干预可明显降低ApoE−/−小鼠血清中的IL-6水平，并抑制动脉粥样硬化斑块内的炎症浸润[23][31]。作为HDAC抑制剂，丁酸可促进核因子E2相关因子2（NRF2）向核内转位并增强其稳定性，从而提升细胞的抗氧化防御能力。同时，丁酸还能通过表观遗传修饰途径，抑制TNF-α、IL-6等促炎细胞因子的表达，减轻血管炎症[34]。

（5）调节脂质代谢

酪酸梭菌能降低高脂饮食小鼠的总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平，升高高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平[35][36]。其机制包括激活肝脏PPARγ-LXRα-ABCA1通路，促进胆固醇逆向转运和排泄[35]。酪酸梭菌还可通过调节肠道菌群，减少胆碱和左旋肉碱向三甲胺（TMA）转化，进而降低致动脉粥样硬化的TMAO水平[4][10][12][13]。在ApoE⁻/⁻小鼠中，酪酸梭菌通过调节宿主亚油酸代谢改善动脉粥样硬化[23]。

（6）改善心力衰竭和心肌纤维化

心肌纤维化是心力衰竭进展的关键病理过程[24][37]。酪酸梭菌可减轻小鼠心肌纤维化的发展[24]，其机制与抗炎、抗氧化及对肠道-心脏轴的调节有关[9][37]。肠道菌群紊乱与心力衰竭受损和钙稳态失衡相关，加重心肌细胞损伤与凋亡，导致心肌重构[37]。

5、总结

基石菌酪酸梭菌通过修复肠道屏障、抑制炎症反应、调节脂质代谢、延缓动脉粥样硬化和心肌纤维化等机制，在心血管疾病防治中展现出多重保护作用。目前已有充分的实验研究支持其心血管保护作用。

值得关注的是，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在国家863计划的支持下，成功攻克高活性菌株选育、高密度发酵、三层微囊化制剂工艺等技术难关，自主创研了酪酸梭菌活菌制剂并实现产业化，酪酸梭菌CGMCC0313-1菌株获中美双发明专利授权（CN01129258.X，US 8092793等）。目前，酪酸梭菌已被国家药品监督管理局批准为绿标OTC产品[38][39]，是成熟、安全、有效的药准字药品。这为酪酸梭菌在心血管疾病防治中的临床转化提供了坚实的产业基础。

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