骨科手术导致前驱期阿尔茨海默病患者肠道菌群失调和肠屏障功能障碍：一项前瞻性观察性队列研究
Orthopedic Surgery Causes Gut Microbiome Dysbiosis and Intestinal Barrier Dysfunction in Prodromal Alzheimer Disease Patients: A Prospective Observational Cohort Study
骨科手术导致前驱期阿尔茨海默病患者肠道菌群失调和肠屏障功能障碍：一项前瞻性观察性队列研究
摘要译文
目的：旨在观察具有正常认知(NC)或前驱期阿尔茨海默病表型(pAD)的老年患者骨科手术后的肠道菌群和肠道屏障功能变化，其中pAD患者包括主观认知功能下降(SCD)或遗忘型轻度认知障碍(aMCI)。
背景：手术创伤和/或应激引起的稳态障碍可能会改变老年患者骨科手术前后的肠道菌群和肠道屏障功能。
方法：在这项前瞻性队列研究中，135例患者接受了术前神经心理学评估，然后分为：NC组(n=40)，SCD组(n=58)或aMCI组(n=37)。在手术前和术后第1、3和7天(或出院前)对他们的肠道菌群、细菌内毒素(脂多糖)、紧密连接蛋白(TJ)和血液中的炎性细胞因子进行测量。
结果：手术前，与NC组相比，SCD组和aMCI组产短链脂肪酸(SCFA)细菌较低，而革兰氏阴性菌（GNB）、脂多糖和TJ较高。手术后，与NC组相比，pAD的两组产SCFA细菌减少，GNB和血浆密封蛋白均显著增加。术后第7天，pAD患者的产SCFA细菌与TJ和细胞因子呈负相关。此外，手术引起的围手术期代谢应激和炎症反应与肠道菌群改变有关。
结论：手术会加重pAD患者中先前存在的肠道菌群失调和肠道屏障功能障碍，所有这些都可能与全身炎症有关，进而可能导致进一步的认知功能恶化。
关键词：肠道菌群失调，肠道屏障，前驱期阿尔茨海默病，骨科手术，认知障碍
原文链接
Liu F, Duan M, Fu H, et al. Ann Surg. 2022 Jun 29;276(2):270–80.
解读人：顾成宇
浙江省精神卫生中心老年科主任，副主任医师。
世界中医药联合会理事，中华中医药学会委员，浙江省心理卫生学会委员，浙江省精准医学会委员，浙江省康复医学会委员，浙江省双相专业委员会委员。
研究解读
2022年6月首都医科大学宣武医院王天龙教授和英国帝国理工大学马大青院士团队在Annals of Surgery (《外科学年鉴》)杂志上发表了题为“Orthopedic Surgery Causes Gut Microbiome Dysbiosis and Intestinal Barrier Dysfunction in Prodromal Alzheimer Disease Patients: A Prospective Observational Cohort Study”(骨科手术导致前驱期阿尔茨海默病患者肠道菌群失调和肠屏障功能障碍：一项前瞻性观察性队列研究)的文章。该研究观察了具有正常认知(normal cognition，NC)或前驱期阿尔茨海默病(prodromal Alzheimer disease，pAD)的老年患者骨科手术前后的肠道菌群和肠道屏障功能变化。
该研究关注了术前已经合并认知功能损害的老年患者在经历外科麻醉打击后菌群-肠道-大脑轴交互作用致认知功能进一步恶化的潜在机制，以指引医务人员关注并研究此类老年患者围术期麻醉管理的优化方案，避免麻醉和外科手术加剧pAD老年患者的认知功能恶化。
老年患者接受外科手术比例快速增加。外科创伤和应激增加老年患者术后认知功能损害的风险，尤其是术前合并pAD的老年患者。该研究纳入2018年9月至2019年12月期间接受膝关节置换术或腰椎椎体融合术的老年患者(65-79岁)，收集患者术前和术后第1、3和7天(或出院前)粪便和血液样本，并分析肠道菌群、血液中细菌内毒素(脂多糖)、紧密连接蛋白和炎性细胞因子的改变。
手术前，主观认知功能下降(subjective cognitive decline, SCD)组和遗忘型轻度认知障碍(amnestic mild cognitive impairment, aMCI)组与NC组老年患者相比，产短链脂肪酸(short-chain fatty acid , SCFA)细菌的丰度较低，而革兰氏阴性菌（gram-negative bacteria，GNB）丰度、血液中内毒素和紧密连接蛋白浓度较高(图1)。SCD组和aMCI组两组患者术后产SCFA细菌丰度的减少程度，以及GNB和血浆中连接蛋白的增加程度显著高于NC组（图2）。同时该两组患者术后第7天，产SCFA细菌丰度与紧密连接蛋白和炎性细胞因子浓度呈负相关。
研究表明，围手术期应激和炎症反应加剧了pAD老年患者的肠道菌群紊乱、肠道屏障功能障碍和血液炎症状态，进而导致认知功能的恶化。
该研究可启示麻醉医师加强老年患者麻醉门诊的术前多学科评估，筛查老年患者术前的认知状态；对术前合并pAD老年患者，应加强围术期应激监测，并给予个体化抗应激管理措施，开展围术期炎症预康复和抗炎管理；开展术前合并菌群-肠道-大脑轴紊乱相关认知损害的临床干预研究，以逆转肠脑轴交互作用导致的认知恶化，改善老年患者术后长期的脑健康状态。
（图据Annals of Surgery）
图1 术前pAD相关菌群组成。A，与其他组相比，在科层面SCD组的术前GNB比例水平较高。B，术前3组GNB科水平差异。C，术前3组产SCFA细菌属水平的差异。ANOVA检验用于比较3组之间的GNB比例。Kruskal-Wallis秩和检验用于比较三组细菌的相对丰度。*FDR-P<0.25。FDR：false discovery rate，错误发现率。
（图据Annals of Surgery）
图2 各组术后菌群变化。A. 采用ANOVA检验比较NC组、SCD组和aMCI组术后科水平GNB比例。B和C，Kruskal-Wallis秩和检验用于比较术后第3天和第7天3组间GNB的相对丰度。D，aMCI组围手术期GNB相对丰度的变化。E，术后3组间产SCFA细菌的差异。*P<0.05，*FDR-P<0.25。
