研究揭秘慢性肾病患者心衰新机制：肠道菌群代谢物成关键致病因子

南方医科大学珠江医院周宏伟团队（周宏伟任珠江医院医学检验部主任、深圳医院院长）携手哈尔滨医科大学附属第一医院李悦团队，在国际期刊《细胞宿主与微生物》（Cell Host & Microbe）发表重要研究成果。该研究首次明确：肠道菌群衍生的代谢物硫酸吲哚酚会破坏心肌线粒体功能，是诱发慢性肾病患者心力衰竭的关键致病因子；同时发现肠道大肠杆菌可作为心衰预警标志物，团队自主研发的益生菌制剂DM02或成潜在防治手段，为慢性肾病相关心血管疾病防控提供全新方向。

一、临床背景：慢性肾病患者心衰高发，机制探索迫在眉睫

在我国，40岁以上人群慢性肾病患病率已超10%。随着医疗技术进步，慢性肾病患者生存期显著延长，但心血管疾病已成为其不良预后的“头号杀手”——约50%的慢性肾病患者最终死于心血管疾病，而心力衰竭作为所有心血管疾病的终末期表现，更是慢性肾病患者死亡的主要诱因之一。因此，破解慢性肾病患者心衰高发的深层机制，对改善患者生存质量、降低死亡率具有重要的科学意义与临床价值。

二、核心发现：大肠杆菌-硫酸吲哚酚轴，诱发心衰的“关键链条”

研究团队通过“临床队列分析+动物实验验证”的双重路径，逐步揭开慢性肾病患者心衰的发病机制：

1. 临床队列：肠道菌群与代谢物的差异特征

团队对比分析了健康人、单纯慢性肾病患者、慢性肾病合并心衰患者三组人群的肠道菌群结构，发现显著差异：

• 慢性肾病合并心衰患者的肠道内，大肠杆菌数量较其他两组大幅增加；

• 该类患者血液中硫酸吲哚酚水平也显著升高，且与心衰严重程度呈正相关。

进一步对69名健康人、223名慢性肾病患者的基因数据库分析显示：大肠杆菌数量与一种名为TnaA的代谢酶（其核心功能是催化生成硫酸吲哚酚）含量呈正相关；在慢性肾病合并心衰患者中，TnaA酶水平与大肠杆菌数量均处于高位，二者协同推高硫酸吲哚酚浓度。

2. 动物实验：验证致病机制的“因果关系”

为确认大肠杆菌与硫酸吲哚酚的致病作用，团队开展大鼠实验：

• 第一步：通过特殊饮食构建慢性肾病大鼠模型，随后补充大肠杆菌。结果显示，大肠杆菌显著加重了慢性肾病大鼠的心脏功能损伤（如心肌收缩力下降、线粒体结构破坏），但对健康大鼠的心脏无任何影响——证明大肠杆菌的心脏损害作用，需以“肾功能受损”为前提。

• 第二步：培养缺失TnaA酶的“突变大肠杆菌”，并注入慢性肾病大鼠体内。实验发现，这种无法生成硫酸吲哚酚的大肠杆菌，并未导致大鼠心功能恶化。

这两项实验共同证实：肠道大肠杆菌是通过其分泌的TnaA酶生成硫酸吲哚酚，进而破坏心肌线粒体功能、引发心肌细胞能量代谢障碍，最终导致慢性肾病患者发生心力衰竭。

三、临床转化：益生菌制剂DM02，为防治提供新工具

为推动研究成果落地，团队基于上述机制，自主研发出一款益生菌制剂DM02，由罗伊氏乳杆菌（L. reuteri）和植物乳杆菌（L. plantarum）两种乳酸菌组成。

动物实验结果显示：给慢性肾病大鼠补充DM02后，其因大肠杆菌诱导产生的心脏功能损伤（如心肌线粒体损伤、收缩功能下降）得到明显改善。这表明DM02可能通过调节肠道菌群平衡、抑制大肠杆菌过度增殖或减少硫酸吲哚酚生成，从而发挥心脏保护作用。

目前，团队计划开展大规模多中心前瞻性临床研究，进一步验证大肠杆菌的心衰预警价值与DM02的临床疗效，以期为慢性肾病患者心血管疾病的精准防控提供新策略。

四、研究意义：为“肠-肾-心”轴机制提供新见解

该研究首次从“肠道菌群-代谢物-器官互作”的角度，揭示了慢性肾病相关心衰的全新发病机制，明确了“肠-肾-心”轴在疾病进展中的关键作用——肠道菌群紊乱（大肠杆菌增多）可通过代谢物（硫酸吲哚酚）损伤远隔器官（心脏），为慢性肾病并发症的研究提供了新范式。同时，其发现的预警标志物与潜在防治药物，也为临床转化奠定了坚实基础，有望让更多慢性肾病患者远离心衰风险。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.chom.2025.08.014