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2018年7月3日 星期二

【第1期-JASN精選】循環細菌片段為慢性腎臟病心血管危險因子 Circulating Bacterial Fragments as Cardiovascular Risk Factors in CKD

作者:紀伯叡醫師

     
    先講結論。傳統上我們都認為細菌片段像內毒素才會影響腎臟病患者。現在的觀念則認為其他細菌的片段如DNA,也是心血管危險因子之一。   
    這篇回顧性的文章告訴我們,尿毒症本質上會改變腸胃道屏障系統(毒素,體液累積,腸胃道生態失調等等原因),進而使細菌片段進入血液循環,造成慢性腎臟病患者非傳統性的心血管危險因子。


    細菌片段進入血液的原因:腸道生態失調(dysbiosis


     在過去的十年中,腸道生態失調(dysbiosis)在腎功能不全患者(包括洗腎病患)越來越多。造成腎功能不全患者腸道生態失調的原因很多,包括腸運輸時間過長,蛋白同化作用(assimilation)受損,纖維飲食減少,鐵療法,及頻繁使用抗生素等等。腸胃道生態通常藉由刺激類鐸受體 2(Toll like receptor, TLR 2),抑致腸胃道發炎反應,以維持腸道的屏障功能。因此,一旦腸胃道生態改變,腸胃道屏障便受損,細菌(或細菌的片段)便可自腸道易位(translocate)到全身循環。
  (編:免疫細胞上有一群受體,用來偵測各種外來物質,稱做「類鐸受體」(Toll-like receptor, TLR),主要參與未引發專一性抗體的「非特異性免疫反應」)


細菌內毒素的致病機轉

   在所有細菌片段中,內毒素(endotoxin)是研究最多的。其致病機轉為:
1.  慢性發炎:內毒素致病機轉長久被認為是慢性腎臟病全身性發炎的原因。循環內毒素結合LPS結合蛋白(LPS binding protein該複合物與MD-2蛋白相互作用,與類鐸受體 4toll like receptor 4, TLR4)形成複合物並且以CD14錨定。TLR4是一種傳統的病原體-相關分子(pathogen- associated molecular patterns, PAMPs),其活化會造成下游發炎反應。
2.  粥狀動脈硬化:經由內皮細胞損傷,吸引單核球,改變巨噬細胞成泡細胞(fomay cell),啟動凝血活性。

  內毒素與心血管疾病的關係


      循環內毒素與死亡風險有相關,但校正心血管風險因子後相關性消失,推測可能是透過心血管效應之後影響死亡率。而循環內毒素在洗腎病患會造成全身性發炎反應,加速粥狀動脈硬化,以及臨床上的心血管疾病。一般來說,低量的內毒素便可引起表現CD-14,所以soluble serum proteinsCD14)可視為循環內毒素量的指標。
   有人想要用調整腸內菌的方法來改善,例如使用益生菌(prebiotics),益生質(probiotics),或是兩者合併的共生質(synbiotics)等等。這些方式確實可以改善腸內屏障功能,但是並未檢驗是否減少了內毒素的量。此外,臨床上有人試過減少內毒素的方式。例如,使用降血壓藥控制好血壓,可以減少內毒素。洗腎病患使用超純水(ultrapure dialysate)可以有效減低內毒素以及全身性發炎反應。這些方式確實可以下降內毒素,並帶來心血管好處,但是內毒素下降程度僅輕微。更重要的是,這樣的心血管好處來自於內毒素降低的關係仍不確定。

細菌DNA片段 

   接下來講到本文的重點,細菌DNA片段。內毒素並非唯一微生物引發發炎反應的來源。細菌的片段,如DNA,也有可能引發發炎反應及心血管疾病。血中細菌DNA 濃度是代表細菌片段更好的指標,因為內毒素僅是由革蘭式陰性引起。血中細菌DNACRP相關,而非procalcitonin相關,表示是與inflammation相關,並非infection

細菌DNA片段致病機轉


   類鐸受體9(Toll like receptor 9)辨識細菌DNA,刺激細胞內訊息傳導機轉,引發全身性發炎反應,可能會加重粥狀動脈硬化以及心血管事件。

細菌DNA片段的臨床證據

   洗腎病患細菌DNA濃度明顯比慢性腎臟病1-2期高,比3-4期略高。此外,細菌DNA濃度可以預測心血管事件。在腹膜透析病患,細菌DNA濃度是24個月心血管終點的獨立決定因子。此外,也與心因性住院天數,住院日數有關。然而,目前仍然沒有洗腎或洗腎前慢性腎臟病族群的研究。
   目前也沒有介入性治療,改善腸胃道菌叢後對細菌DNA片段有什麼影響。


結論


   傳統上我們都認為細菌片段像內毒素才會影響腎臟病患者。現在的觀念則認為其他細菌的片段如DNA,也是心血管危險因子之一。
    腸內菌生態改變,體液累積,尿毒症本質上便會改變腸胃道屏障系統,進而使細菌片段進入血液循環,造成慢性腎臟病患非傳統性的心血管危險因子。目前細菌DNA研究,對心血管的影響的角色仍然不確定,是未來值得研究的方向。





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