Bringing medical advances from the lab to the clinic
然而，衰弱的生物学机制尚未完全阐明，特别是肠道菌群在衰弱发生中的作用。近年来，肠道菌群与宿主健康的关系受到广泛关注。肠道菌群不仅参与了宿主的消化、代谢和免疫功能，还通过肠-脑轴影响宿主的行为和认知功能。研究表明，肠道菌群的失衡（Dysbiosis）与多种老年相关疾病如认知障碍、肌肉减少症和慢性肾病等有关。此外，代谢组学作为研究生物体内代谢物变化的科学，为理解衰弱的分子机制提供了新的视角。通过分析血浆中的代谢物，可以揭示与衰弱相关的代谢途径和生物标志物。
尽管已有研究探讨了肠道菌群和代谢组与衰弱的关系，但这些研究通常受限于样本量小、缺乏多组学数据整合以及未充分考虑性别差异等因素。因此，来自复旦大学生命科学学院/人类表型组研究院郑琰研究员团队、王笑峰教授团队和唐惠儒教授团队联合在国际著名期刊 Nature Aging 上发表了题目为 Gut microbial features and circulating metabolomic signatures of frailty in older adults 研究论文【1】。
肠道菌群的变化与衰弱的严重程度相关，特别是对于女性老年人。 通过多组学分析，研究者建立了基于肠道微生物和代谢组学的衰弱指数，这些指数与老年人的死亡风险相关。
（如需原文，请加微信healsana获取，备注20240725NA）
基于33项健康相关指标，本研究计算了来自如皋纵向衰老队列（Rugao Longitudinal Ageing Study，RLAS）的1821名老年人（62至96岁，55%为女性）的衰弱指数（Frailty index，FI），以反映其整体健康状况。 FI得分范围从0（无衰弱）到1（严重衰弱）。利用采集的粪便、血浆样本进行粪便宏基因组学和血液核磁共振代谢组学分析。同时随访记录了参与者的两年生存情况。
研究发现，衰弱严重程度对肠道微生物的影响最大，超过了年龄性别等人口统计学因素、血压血糖等临床生理生化因素以及多种生活方式或健康指标。 随着衰弱程度的增加，肠道菌群的组成发生了显著变化。共鉴定出18种肠道菌群与衰弱严重程度显著相关，其中一些与衰弱正相关，而另一些则负相关。 性别差异：此外，研究观察到女性中肠道菌群与衰弱之间的联系更为显著，性别在某些微生物物种与衰弱程度的关联中起到了调节作用。 外部人群研究：为进一步验证肠道菌群与衰弱的关联是否具有人群普适性，研究团队收集了约400例来自中国和美国的高质量研究人群的肠道菌群数据集，研究发现其中9种肠道菌群风度与衰弱的关联能够复现，这加强了研究结果的稳健性。
衰弱重分类与多组学特征：研究者采用机器学习算法，通过将衰弱相关的微生物和代谢物添加到一个先前只包括传统风险因素（如人口统计学和生活方式）的衰弱状态诊断模型中，显著提高了模型区分严重衰弱参与者的能力。 衰弱指数：研究人员还构建了微生物衰弱指数（FI-microbiota），代谢物衰弱指数（FI-metabolite），以及它们与传统衰弱指数（FI-tradition）联合的综合衰弱指数（FI-combined）。 死亡率预测：在为期2年的随访期间，共有99例死亡事件被记录。严重衰弱组占据了这些死亡的大部分。FI-microbiota与2年内的全因死亡风险的关联比FI-metabolite、FI-tradition和FI-combined更强。
图1. 研究人群、测量和分析策略
编者按：
临床意义：
本研究揭示了肠道菌群和循环代谢组学特征与老年人衰弱综合征之间的密切联系，为衰弱的早期诊断、风险评估和个性化干预提供了新的生物标志物和潜在靶点。
通过多组学分析方法，研究不仅发现了与衰弱严重程度相关的肠道微生物物种和血浆代谢物，而且还开发了基于这些生物标志物的衰弱指数，这些指数能够预测老年人的死亡风险，尤其是在女性中更为显著。这些发现强调了性别在衰弱发展中的潜在差异性，提示未来的研究和临床实践需要考虑性别特异性因素。
科研启发：
此外，研究结果支持了肠道菌群可能通过影响宿主的代谢和免疫反应而参与衰弱的发展，这为开发基于微生物群的干预措施提供了科学依据。例如，通过调节肠道菌群平衡，可能有助于改善老年人的生理储备和抵抗力，从而延缓衰弱的进展。同时，研究还提示了代谢组学在评估衰弱状态和监测干预效果中的潜力，为未来的临床研究和药物开发提供了新的方向。综上所述，本研究不仅增进了我们对衰弱生物学机制的理解，也为临床医生提供了新的工具和策略，以更有效地识别和管理老年人的衰弱问题，进而可能改善老年人的健康状况和生活质量。未来的研究需要进一步验证这些生物标志物的临床应用价值，并探索基于肠道菌群的干预措施在预防和治疗衰弱中的实际效果。
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作者：Amber Wang；助理：ChatGPT
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美国Healsan Consulting(恒祥咨询)，专长于Healsan医学大数据分析（Healsan™）、及基于大数据的Hanson临床科研培训（HansonCR™）和医学编辑服务（MedEditing™）。主要为医生科学家、生物制药公司和医院科研处等提供分析和报告，成为诸多机构的“临床科研外挂”。
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