越來越多的證據表明，微生物在人類健康和疾病中起著復雜而重要作用，體內微生物組可以直接或間接的形式影響宿主的免疫系統、內分泌系統與神經系統。因此，宿主與微生物組間相對穩定的平衡狀態在人類健康中至關重要。在圍手術期這種特殊病理生理狀態下，術前焦慮與睡眠剝奪，麻醉干預與手術損傷，術后用藥與并發癥等均可能對體內各器官微生物組成產生不同影響，導致致病微生物和有益微生物之間的平衡改變，并可能以直接或間接的方式影響患者的轉歸與預后。該文將按系統對關鍵研究進行綜述，以了解圍手術期應激對共生微生物組的影響，為優化圍手術期管理策略提供了一個全新視角，并討論可能的潛在干預措施以期恢復微生物組介導的穩態。
引用本文： 李軼聰, 劉欣, 何鑫. 微生物組在圍手術期中的變化及影響. 華西醫學, 2022, 37(1): 146-150. doi: 10.7507/1002-0179.202003366 復制
微生物群為機體各器官系統（如腸道、皮膚、結膜、肺、口咽、鼻咽、陰道、子宮、胎盤、泌尿生殖系統和膽道）中所有微生物（細菌、古細菌、真核生物、真菌和病毒）的總稱。微生物組包括微生物群的全部基因和基因組，以及宿主環境與微生物群的代謝產物[1]。機體內至少容納了與體細胞數目同樣多的微生物[2]。且定居在體內的細菌基因組比人類基因多 100 倍，提供的遺傳多樣性比人類基因組豐富得多[3]。越來越多的證據表明，微生物在人類健康和疾病中起著復雜而重要作用：微生物群的變化與肥胖、炎癥性腸病、腫瘤、敗血癥和急性呼吸窘迫綜合征等多種疾病狀態相關，微生物組則以直接或間接的形式影響宿主的免疫系統，內分泌系統與神經系統[1，4-5]。
盡管個體間的微生物群變異性很高，但健康狀態下某些類群更趨于豐富，如擬桿菌門和厚壁菌門，疾病狀態下以腸桿菌和銅綠假單胞菌等為代表的革蘭陰性桿菌更占優勢[6]。在圍手術期中，術前的焦慮、睡眠不足與禁食，術中的麻醉藥物與抗菌藥物使用，術后手術部位感染、血兒茶酚胺水平變化、阿片類鎮痛藥、質子泵抑制劑等均可改變患者微生物群的組成，減少糞便微生物多樣性。在這種狀態下，通常 1 種或 2 種具有抗菌藥物抗性的微生物將最終占據整個微生物群而達到“統治”狀態，并直接或間接影響患者預后[7]。盡管任何圍手術期干預都會對微生物群產生影響，但微生物群的這種表征變化意味著優化圍手術期管理策略，如縮短術前禁食水時間，改變麻醉策略與麻醉藥物，使用益生菌（有益的活微生物，如乳酸桿菌和雙歧桿菌）、益生元（增強這些物種生長的飲食成分）或合生元（益生元和益生菌）重建微生物群落平衡，均可能對患者預后存在積極作用。本文將以系統為單位，主要針對圍手術期與重癥患者微生物群的變化特點及其影響進行總結，探討如何優化圍手術期管理策略，減少微生物群紊亂，最終改善患者預后。
1 消化系統
腸道微生物種類多樣復雜，它們與宿主和環境因素構成了一個平衡的微生態系統。在健康狀態下，腸道微生物群通過維持腸道屏障功能，調節免疫，并以直接或間接的細菌-細菌相互作用來抵抗感染。因此，保持正常微生物群是保護腸黏膜上皮免于病原體入侵的最重要因素[8]。健康成人腸道微生物群以厚壁菌門和擬桿菌門為主，豐度（指微生物群中某個菌種的相對數量）與豐富度（指微生物群中物種的多樣性）相對穩定，受飲食、環境改變等因素影響[9]。研究顯示，在禁食或改變飲食結構后 1 d 內腸道微生物菌群即可觀察到顯著的變化，但恢復正常飲食后短時間內又將恢復至其原始結構[10]。這種動態的平衡可為機體提供抵抗病原體定植和侵襲的抗性[11]。腸道微生物群失衡是一個雙向過程，宿主和環境因素在應激狀態下（如手術、機械通氣和抗菌藥物治療）會影響胃腸道菌群，微生物群的組成和毒力變化又會通過免疫系統最終作用于不同的靶器官[12]。
手術開始前進行的腸道準備無疑會對微生物組穩定與平衡造成直接的破壞。研究顯示，腸道準備所導致的腸道菌群失調可持續長達 1 個月[13]，隨著術后感染的出現與抗菌藥物的使用，典型的共生細菌會迅速流失并導致微生物群平衡的破壞。值得注意的是，即使在心肌梗死、外傷或腦血管意外等急性應激的數小時內，微生物組也會發生劇烈變化[14]。這些變化為病原體的繁殖與侵襲提供了機會。常用的吸入麻醉藥和阿片類藥物均會影響腸道微生物群的組成。最近的研究顯示，暴露于 1.5%異氟烷 4 h 可使小鼠腸道微生物群豐富度顯著降低，主要表現為厚壁菌門的梭狀芽孢桿菌數量減少，而這種變化與免疫功能受損和機會性致病菌感染相關，特別是在免疫功能低下的患者中[15-17]。另一項研究顯示，禁食和異氟醚暴露顯著改變了馬糞便的微生物的組成，主要表現為梭菌和立克次體的豐度較低[18]。阿片類藥物在圍手術期疼痛管理中扮演著重要的角色。動物研究顯示，阿片類藥物可改變微生物群組成并破壞腸道屏障功能[19-20]。在小鼠中進行的另一項研究表明，嗎啡干預可使腸道微生物組在 1 d 內發生顯著變化，主要表現為與致病功能相關的腸球菌群落增加，與應激耐受性相關的群落減少及腸內膽汁酸生物轉化受損[21]。此外，將銅綠假單胞菌在體外暴露于嗎啡，證實嗎啡可以將銅綠假單胞菌轉化為更具侵襲毒性的表型，且這種表型的變化可在一定程度上被納曲酮逆轉，提示阿片類藥物可直接干預微生物的代謝與表型變化[22]。盡管目前仍缺乏相較于嗎啡更為常用的芬太尼及其衍生物的相關研究，并且，許多動物實驗的結果仍需進行臨床驗證。但值得肯定的是，腸道微生物組的穩定在圍手術期會受到手術、應激及藥物的影響，并可能最終以某種方式影響患者的治療效果。
2 呼吸系統
傳統觀點認為，下呼吸道尤其是遠端氣道及肺泡組織在正常狀況是無菌狀態的。隨著鑒定技術的進步，對健康成人受試驗者支氣管灌洗液的分析顯示下呼吸道并非無菌[23]。肺微生物群以擬桿菌門、硬壁菌門和變形菌門最為常見，與口腔和鼻部微生物群最為相似。可以推斷肺內微生物大部分隨呼吸經上呼吸道進入，隨纖毛運動和咳嗽排出，最終達到一種微妙的平衡[24]。在疾病狀態下，肺微生物群的多樣性降低，菌群分布與胃腸道微生物群相似[25]。更有證據進一步表明肺與腸道的微生物組間存在相互作用，稱腸-肺軸。在重癥患者中，腸-肺軸在膿毒癥和急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）的形成和發展中均起著重要作用[26]。研究發現，ARDS 患者肺微生物組中富含腸道相關微生物（包括擬桿菌屬與腸桿菌），這些微生物的豐度與肺泡中腫瘤壞死因子-α的含量相關，而后者是 ARDS 中肺泡炎癥的關鍵介質[27]。相似的，腸道微生物組多樣性降低和肺炎克雷伯菌的豐度增加與骨髓移植患者的肺部重癥感染相關[28]。
氣管插管與機械通氣作為圍手術期最常使用的氣道管理手段，同樣被廣泛應用于重癥患者。但值得注意的是，人工氣道的建立繞過了上呼吸道的防御，形成的結構為致病微生物連續向在遠端氣道的定植提供了便利并最終導致了呼吸機相關性肺炎的發生[29-30]。相較于重癥患者，接受擇期或急診手術的患者由于肺微生物群相對貧瘠，取樣比較困難，使得闡明全身麻醉中人工氣道與機械通氣對肺微生物組的影響及其在疾病中的作用充滿挑戰。因此，關于圍手術期中氣管插管與短時間的機械通氣對肺微生物群及患者預后影響的相關研究仍不多見。
3 神經系統
越來越多的證據表明，腸道微生物群的組成和功能以直接或間接的方式調節大腦的發育、功能和行為。腸道微生物群的紊亂可對中樞神經系統產生負面影響，而情緒和行為又可改變微生物群的組成，這種腸道微生物組與中樞神經系統的關系稱為腸-腦軸[31-33]。在應激狀態下，激活的交感神經系統和下丘腦-垂體-腎上腺軸可增加腸黏膜通透性，觸發炎癥并調節菌群。動物研究發現，應激刺激在小鼠腸道中降低了乳酸桿菌屬的豐富度[34]。在使用強噪音誘導的小鼠焦慮模型中，觀察到了相似的現象：厚壁菌門/擬桿菌門比率升高、益生菌豐度下降、結腸和海馬中緊密連接蛋白的表達下調、炎性因子表達上調，并觸發了類似阿爾茨海默病的認知障礙[35]。
患者在圍手術期中經歷的應激（包括焦慮、恐懼、疼痛、睡眠剝奪、禁食、低體溫或發熱）可能是除腸道準備和抗菌藥物外，微生物菌群失衡的另一重要原因。有研究發現，在應激狀態下失衡的腸道菌群可以通過腸-腦軸調節小膠質細胞的激活狀態，誘發神經炎性反應，這種變化與術后認知功能障礙及多種神經退行性病變的發病機制均密切相關[36-37]。最近，一項益生元對術后認知功能障礙和神經炎癥影響的研究顯示，聚半乳糖益生元增加了腸道微生物組中雙歧桿菌和其他具有潛質抗炎作用微生物的豐度，抑制了小膠質細胞具有促炎作用的 M1 表型過度活化[38]，提示對腸道微生物群的調節可能有助于減輕手術引起的神經炎癥反應與認知衰退。
4 循環系統
有研究表明，腸道微生物群及其代謝產物的變化與心血管疾病的發生和進展相關[39]。在冠狀動脈粥樣硬化患者中可觀察到腸桿菌屬及鏈球菌屬豐度增加，益生菌種豐度下降，并可在動脈粥樣硬化斑塊中檢測到腸道菌屬來源的 DNA，提示后者與粥樣硬化斑塊形成相關[40]。相似的，在心力衰竭患者中，過重的容量負荷導致腸壁水腫及腸屏障功能受損，腸微生物群及其代謝產物轉移入血可加重全身性炎癥和心力衰竭[41]。此外，食物中的膽堿、磷脂酰膽堿、甜菜堿等物質經微生物代謝代謝生成三甲胺（trimethylamine，TMA），TMA 經血液運輸至肝臟，在肝臟中經核黃素單氧化酶氧化生成氧化三甲胺（trimetlylamine oxide，TMAO）。研究顯示，TMAO 水平升高與血小板過度活躍，內皮功能障礙和炎性反應相關，并能直接反應急性冠脈綜合征及心力衰竭的發生風險[42-43]。最近，一項針對穩定型心絞痛患者的回顧性隊列研究顯示，TMAO 升高還與患者心房顫動的發生率相關[44]，可能的機制在于，TMAO 激活了心臟自主神經系統和促炎途徑，后者在心房顫動的發生和維持中起關鍵作用[45]。
目前針對圍手術期應激影響下，微生物組變化對循環系統直接影響的相關研究仍不多見，但值得注意的是，微生物群及其代謝物的變化與心臟功能間的聯系可能對圍手術期管理十分重要。以 TMAO 為代表的微生物代謝產物與心血管系統結構和功能異常存在良好相關性，并可能成為圍手術期心血管并發癥的候選生物標志物和干預靶點。
5 泌尿系統
腎臟與微生物組的相互作用在血壓控制中扮演著重要角色[46]。高血壓患者的微生物群與健康志愿者間存在顯著差異，主要表現為普雷沃菌屬、棲糞桿菌屬、克雷伯氏菌屬、梭狀芽胞菌屬和鏈球菌屬豐度增加[47]。短鏈脂肪酸（short chain fatty acid，SCFA）是膳食纖維經腸道菌群代謝的主要最終產物，通過門靜脈進入循環，主要包括乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽。越來越多的證據表明，SCFA 在血壓的雙向調節中起重要作用。在低濃度下，SCFA 優先與腎臟和外周血管中的 G 蛋白偶聯受體 41 結合，擴張血管并降低血壓[48]。而高濃度的 SCFA 又可作用于表達在腎動脈和入球小動脈上的嗅覺受體 78，增加腎素的釋放糾正低血壓[49]。同時，有證據表明腸道菌群通過控制 SCFA 的生產影響腎臟功能，在缺血再灌注引起的小鼠急性腎損傷模型中，SCFA 的干預可顯著改善腎功能。SCFA 的腎臟保護作用機制尚不明確，可能與減少組蛋白乙酰化，增加 DNA 甲基化而減輕腎臟炎癥相關損傷[50]。隨著更多的機制和臨床研究，這些途徑最終可能為用于圍手術期血壓控制和重癥患者腎臟保護提供新的策略。
6 小結
從微生物組的整體角度認識圍手術期中微生物群的變化及其作用，為優化圍手術期管理策略提供了一個全新視角。在圍手術期中，健康狀態下微生物組平衡被抗菌藥物、阿片類藥物、手術損傷和營養不良所打破，除病原微生物迅速繁殖所導致的感染外，仍可能以多種方式影響患者的轉歸與預后。但需要注意的是，目前開展的相關研究多為描述性研究，對于圍手術期這一應激狀態下的微生物群的改變與患者預后之間是否存在因果關系，有待于進一步探究補充。
目前尚無數據可推薦由微生物組介導的療法。但潛在的術前策略包括避免不必要的抗菌藥物濫用、改善睡眠質量、減輕對即將進行手術和麻醉的焦慮、戒煙戒酒、縮短禁食水時間；術中管理包括維持足夠的灌注，正常體溫以及盡量減少輸血；術后為促進睡眠，早期腸內營養及合理應用抗菌藥物。目前正在進行有關益生菌、益生元和合生元在圍手術期作用的研究，這些研究可能會豐富相關的理念及干預手段。隨著該領域的發展，人們將更好地了解宿主與微生物群的關系，以及它與外科手術和麻醉間的相互影響。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。
微生物群為機體各器官系統（如腸道、皮膚、結膜、肺、口咽、鼻咽、陰道、子宮、胎盤、泌尿生殖系統和膽道）中所有微生物（細菌、古細菌、真核生物、真菌和病毒）的總稱。微生物組包括微生物群的全部基因和基因組，以及宿主環境與微生物群的代謝產物[1]。機體內至少容納了與體細胞數目同樣多的微生物[2]。且定居在體內的細菌基因組比人類基因多 100 倍，提供的遺傳多樣性比人類基因組豐富得多[3]。越來越多的證據表明，微生物在人類健康和疾病中起著復雜而重要作用：微生物群的變化與肥胖、炎癥性腸病、腫瘤、敗血癥和急性呼吸窘迫綜合征等多種疾病狀態相關，微生物組則以直接或間接的形式影響宿主的免疫系統，內分泌系統與神經系統[1，4-5]。
盡管個體間的微生物群變異性很高，但健康狀態下某些類群更趨于豐富，如擬桿菌門和厚壁菌門，疾病狀態下以腸桿菌和銅綠假單胞菌等為代表的革蘭陰性桿菌更占優勢[6]。在圍手術期中，術前的焦慮、睡眠不足與禁食，術中的麻醉藥物與抗菌藥物使用，術后手術部位感染、血兒茶酚胺水平變化、阿片類鎮痛藥、質子泵抑制劑等均可改變患者微生物群的組成，減少糞便微生物多樣性。在這種狀態下，通常 1 種或 2 種具有抗菌藥物抗性的微生物將最終占據整個微生物群而達到“統治”狀態，并直接或間接影響患者預后[7]。盡管任何圍手術期干預都會對微生物群產生影響，但微生物群的這種表征變化意味著優化圍手術期管理策略，如縮短術前禁食水時間，改變麻醉策略與麻醉藥物，使用益生菌（有益的活微生物，如乳酸桿菌和雙歧桿菌）、益生元（增強這些物種生長的飲食成分）或合生元（益生元和益生菌）重建微生物群落平衡，均可能對患者預后存在積極作用。本文將以系統為單位，主要針對圍手術期與重癥患者微生物群的變化特點及其影響進行總結，探討如何優化圍手術期管理策略，減少微生物群紊亂，最終改善患者預后。
1 消化系統
腸道微生物種類多樣復雜，它們與宿主和環境因素構成了一個平衡的微生態系統。在健康狀態下，腸道微生物群通過維持腸道屏障功能，調節免疫，并以直接或間接的細菌-細菌相互作用來抵抗感染。因此，保持正常微生物群是保護腸黏膜上皮免于病原體入侵的最重要因素[8]。健康成人腸道微生物群以厚壁菌門和擬桿菌門為主，豐度（指微生物群中某個菌種的相對數量）與豐富度（指微生物群中物種的多樣性）相對穩定，受飲食、環境改變等因素影響[9]。研究顯示，在禁食或改變飲食結構后 1 d 內腸道微生物菌群即可觀察到顯著的變化，但恢復正常飲食后短時間內又將恢復至其原始結構[10]。這種動態的平衡可為機體提供抵抗病原體定植和侵襲的抗性[11]。腸道微生物群失衡是一個雙向過程，宿主和環境因素在應激狀態下（如手術、機械通氣和抗菌藥物治療）會影響胃腸道菌群，微生物群的組成和毒力變化又會通過免疫系統最終作用于不同的靶器官[12]。
手術開始前進行的腸道準備無疑會對微生物組穩定與平衡造成直接的破壞。研究顯示，腸道準備所導致的腸道菌群失調可持續長達 1 個月[13]，隨著術后感染的出現與抗菌藥物的使用，典型的共生細菌會迅速流失并導致微生物群平衡的破壞。值得注意的是，即使在心肌梗死、外傷或腦血管意外等急性應激的數小時內，微生物組也會發生劇烈變化[14]。這些變化為病原體的繁殖與侵襲提供了機會。常用的吸入麻醉藥和阿片類藥物均會影響腸道微生物群的組成。最近的研究顯示，暴露于 1.5%異氟烷 4 h 可使小鼠腸道微生物群豐富度顯著降低，主要表現為厚壁菌門的梭狀芽孢桿菌數量減少，而這種變化與免疫功能受損和機會性致病菌感染相關，特別是在免疫功能低下的患者中[15-17]。另一項研究顯示，禁食和異氟醚暴露顯著改變了馬糞便的微生物的組成，主要表現為梭菌和立克次體的豐度較低[18]。阿片類藥物在圍手術期疼痛管理中扮演著重要的角色。動物研究顯示，阿片類藥物可改變微生物群組成并破壞腸道屏障功能[19-20]。在小鼠中進行的另一項研究表明，嗎啡干預可使腸道微生物組在 1 d 內發生顯著變化，主要表現為與致病功能相關的腸球菌群落增加，與應激耐受性相關的群落減少及腸內膽汁酸生物轉化受損[21]。此外，將銅綠假單胞菌在體外暴露于嗎啡，證實嗎啡可以將銅綠假單胞菌轉化為更具侵襲毒性的表型，且這種表型的變化可在一定程度上被納曲酮逆轉，提示阿片類藥物可直接干預微生物的代謝與表型變化[22]。盡管目前仍缺乏相較于嗎啡更為常用的芬太尼及其衍生物的相關研究，并且，許多動物實驗的結果仍需進行臨床驗證。但值得肯定的是，腸道微生物組的穩定在圍手術期會受到手術、應激及藥物的影響，并可能最終以某種方式影響患者的治療效果。
2 呼吸系統
傳統觀點認為，下呼吸道尤其是遠端氣道及肺泡組織在正常狀況是無菌狀態的。隨著鑒定技術的進步，對健康成人受試驗者支氣管灌洗液的分析顯示下呼吸道并非無菌[23]。肺微生物群以擬桿菌門、硬壁菌門和變形菌門最為常見，與口腔和鼻部微生物群最為相似。可以推斷肺內微生物大部分隨呼吸經上呼吸道進入，隨纖毛運動和咳嗽排出，最終達到一種微妙的平衡[24]。在疾病狀態下，肺微生物群的多樣性降低，菌群分布與胃腸道微生物群相似[25]。更有證據進一步表明肺與腸道的微生物組間存在相互作用，稱腸-肺軸。在重癥患者中，腸-肺軸在膿毒癥和急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）的形成和發展中均起著重要作用[26]。研究發現，ARDS 患者肺微生物組中富含腸道相關微生物（包括擬桿菌屬與腸桿菌），這些微生物的豐度與肺泡中腫瘤壞死因子-α的含量相關，而后者是 ARDS 中肺泡炎癥的關鍵介質[27]。相似的，腸道微生物組多樣性降低和肺炎克雷伯菌的豐度增加與骨髓移植患者的肺部重癥感染相關[28]。
氣管插管與機械通氣作為圍手術期最常使用的氣道管理手段，同樣被廣泛應用于重癥患者。但值得注意的是，人工氣道的建立繞過了上呼吸道的防御，形成的結構為致病微生物連續向在遠端氣道的定植提供了便利并最終導致了呼吸機相關性肺炎的發生[29-30]。相較于重癥患者，接受擇期或急診手術的患者由于肺微生物群相對貧瘠，取樣比較困難，使得闡明全身麻醉中人工氣道與機械通氣對肺微生物組的影響及其在疾病中的作用充滿挑戰。因此，關于圍手術期中氣管插管與短時間的機械通氣對肺微生物群及患者預后影響的相關研究仍不多見。
3 神經系統
越來越多的證據表明，腸道微生物群的組成和功能以直接或間接的方式調節大腦的發育、功能和行為。腸道微生物群的紊亂可對中樞神經系統產生負面影響，而情緒和行為又可改變微生物群的組成，這種腸道微生物組與中樞神經系統的關系稱為腸-腦軸[31-33]。在應激狀態下，激活的交感神經系統和下丘腦-垂體-腎上腺軸可增加腸黏膜通透性，觸發炎癥并調節菌群。動物研究發現，應激刺激在小鼠腸道中降低了乳酸桿菌屬的豐富度[34]。在使用強噪音誘導的小鼠焦慮模型中，觀察到了相似的現象：厚壁菌門/擬桿菌門比率升高、益生菌豐度下降、結腸和海馬中緊密連接蛋白的表達下調、炎性因子表達上調，并觸發了類似阿爾茨海默病的認知障礙[35]。
患者在圍手術期中經歷的應激（包括焦慮、恐懼、疼痛、睡眠剝奪、禁食、低體溫或發熱）可能是除腸道準備和抗菌藥物外，微生物菌群失衡的另一重要原因。有研究發現，在應激狀態下失衡的腸道菌群可以通過腸-腦軸調節小膠質細胞的激活狀態，誘發神經炎性反應，這種變化與術后認知功能障礙及多種神經退行性病變的發病機制均密切相關[36-37]。最近，一項益生元對術后認知功能障礙和神經炎癥影響的研究顯示，聚半乳糖益生元增加了腸道微生物組中雙歧桿菌和其他具有潛質抗炎作用微生物的豐度，抑制了小膠質細胞具有促炎作用的 M1 表型過度活化[38]，提示對腸道微生物群的調節可能有助于減輕手術引起的神經炎癥反應與認知衰退。
4 循環系統
有研究表明，腸道微生物群及其代謝產物的變化與心血管疾病的發生和進展相關[39]。在冠狀動脈粥樣硬化患者中可觀察到腸桿菌屬及鏈球菌屬豐度增加，益生菌種豐度下降，并可在動脈粥樣硬化斑塊中檢測到腸道菌屬來源的 DNA，提示后者與粥樣硬化斑塊形成相關[40]。相似的，在心力衰竭患者中，過重的容量負荷導致腸壁水腫及腸屏障功能受損，腸微生物群及其代謝產物轉移入血可加重全身性炎癥和心力衰竭[41]。此外，食物中的膽堿、磷脂酰膽堿、甜菜堿等物質經微生物代謝代謝生成三甲胺（trimethylamine，TMA），TMA 經血液運輸至肝臟，在肝臟中經核黃素單氧化酶氧化生成氧化三甲胺（trimetlylamine oxide，TMAO）。研究顯示，TMAO 水平升高與血小板過度活躍，內皮功能障礙和炎性反應相關，并能直接反應急性冠脈綜合征及心力衰竭的發生風險[42-43]。最近，一項針對穩定型心絞痛患者的回顧性隊列研究顯示，TMAO 升高還與患者心房顫動的發生率相關[44]，可能的機制在于，TMAO 激活了心臟自主神經系統和促炎途徑，后者在心房顫動的發生和維持中起關鍵作用[45]。
目前針對圍手術期應激影響下，微生物組變化對循環系統直接影響的相關研究仍不多見，但值得注意的是，微生物群及其代謝物的變化與心臟功能間的聯系可能對圍手術期管理十分重要。以 TMAO 為代表的微生物代謝產物與心血管系統結構和功能異常存在良好相關性，并可能成為圍手術期心血管并發癥的候選生物標志物和干預靶點。
5 泌尿系統
腎臟與微生物組的相互作用在血壓控制中扮演著重要角色[46]。高血壓患者的微生物群與健康志愿者間存在顯著差異，主要表現為普雷沃菌屬、棲糞桿菌屬、克雷伯氏菌屬、梭狀芽胞菌屬和鏈球菌屬豐度增加[47]。短鏈脂肪酸（short chain fatty acid，SCFA）是膳食纖維經腸道菌群代謝的主要最終產物，通過門靜脈進入循環，主要包括乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽。越來越多的證據表明，SCFA 在血壓的雙向調節中起重要作用。在低濃度下，SCFA 優先與腎臟和外周血管中的 G 蛋白偶聯受體 41 結合，擴張血管并降低血壓[48]。而高濃度的 SCFA 又可作用于表達在腎動脈和入球小動脈上的嗅覺受體 78，增加腎素的釋放糾正低血壓[49]。同時，有證據表明腸道菌群通過控制 SCFA 的生產影響腎臟功能，在缺血再灌注引起的小鼠急性腎損傷模型中，SCFA 的干預可顯著改善腎功能。SCFA 的腎臟保護作用機制尚不明確，可能與減少組蛋白乙酰化，增加 DNA 甲基化而減輕腎臟炎癥相關損傷[50]。隨著更多的機制和臨床研究，這些途徑最終可能為用于圍手術期血壓控制和重癥患者腎臟保護提供新的策略。
6 小結
從微生物組的整體角度認識圍手術期中微生物群的變化及其作用，為優化圍手術期管理策略提供了一個全新視角。在圍手術期中，健康狀態下微生物組平衡被抗菌藥物、阿片類藥物、手術損傷和營養不良所打破，除病原微生物迅速繁殖所導致的感染外，仍可能以多種方式影響患者的轉歸與預后。但需要注意的是，目前開展的相關研究多為描述性研究，對于圍手術期這一應激狀態下的微生物群的改變與患者預后之間是否存在因果關系，有待于進一步探究補充。
目前尚無數據可推薦由微生物組介導的療法。但潛在的術前策略包括避免不必要的抗菌藥物濫用、改善睡眠質量、減輕對即將進行手術和麻醉的焦慮、戒煙戒酒、縮短禁食水時間；術中管理包括維持足夠的灌注，正常體溫以及盡量減少輸血；術后為促進睡眠，早期腸內營養及合理應用抗菌藥物。目前正在進行有關益生菌、益生元和合生元在圍手術期作用的研究，這些研究可能會豐富相關的理念及干預手段。隨著該領域的發展，人們將更好地了解宿主與微生物群的關系，以及它與外科手術和麻醉間的相互影響。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。