消化临床药学前沿丨第9期：老年共病患者肠道菌群失调对药物治疗的影响：病理生理机制和精准调控策略

编者按：

“药解消化”——消化临床药学前沿，是由《药学瞭望》编辑部联合天津医科大学总医院谢栋副主任药师共同发起的消化药师相关学术专栏，以消化用药和药学服务为主题，介绍国内外消化系统药物治疗热点和消化临床药师创新的药学服务模式，帮助药师了解相关领域的进展，促进消化临床药师的药学服务水平和能力的提升。

本期主要内容：

随着全球老龄化加速，老年共病（Geriatric Multimorbidity，指个体同时患有≥2种慢性病）与多重用药（Polypharmacy）形成复杂的问题。传统药理学忽视了一个关键因素，就是肠道菌群容易成为“被忽视的器官”，其通过代谢转化、免疫调节和屏障功能三重机制，深刻影响药物的药代动力学（PK）和药效动力学（PD）。菌群失调（Dysbiosis）与老年共病形成恶性循环，导致药物疗效降低、不良反应增加，而当前缺乏针对这一人群的精准干预策略。

联合国预测显示，到2050年全球65岁以上人口比例将达到16.3%，这一不可逆的人口结构转变正在对现代医疗体系构成系统性挑战。在这一背景下，老年共病已成为老年医学领域的核心议题。流行病学数据显示，老年共病的患病率呈现出明确的年龄依赖性指数增长趋势——随着年龄增长，慢性病累积呈非线性加速。这种群集不仅涉及躯体疾病（如心血管疾病、糖尿病、慢性肾病），还常伴随认知功能障碍和免疫系统衰老，使得单一疾病导向的医疗模式面临挑战。

共病的直接后果是多重用药的普遍化。老龄化与共病的叠加导致处方药物数量激增，形成复杂的药物相互作用网络。现有证据表明，这种用药模式与多重不良结局强相关：住院率显著升高、ADRs发生率增加、全因死亡率风险上升。更复杂的是，老年患者常伴有衰弱综合征（Frailty Syndrome），表现为生理储备下降和内在能力减退，这使得传统基于单一疾病指南的药物治疗策略往往不适用，甚至有害。

近年来，肠道菌群被重新认识，其在宿主生理调节中的作用远超传统认知。菌群通过三条核心通路维持宿主稳态：1. 参与药物生物转化、短链脂肪酸（SCFAs）产生、胆汁酸代谢；2. 训练先天免疫系统，维持免疫耐受，调节炎症平衡；3. 屏障维护：促进肠上皮紧密连接，维持黏液层完整性，阻止病原体易位。然而，在老年人群中，菌群组成呈现高度个体异质性，这与年龄相关的消化功能减退、饮食习惯改变、慢性病炎症状态及既往抗生素暴露史密切相关。

在老年共病与多重用药的复杂背景下，需要考虑肠道菌群失调如何通过代谢－免疫－屏障三重轴的相互作用形成恶性循环，导致药物治疗失败和毒性反应增加；如何通过精准调控菌群来优化老年患者的药物治疗窗，实现从单一疾病治疗向系统整合管理的转变。本文旨在基于最新文献进行阐述。

病理机制：代谢-免疫-屏障三联征的协同恶化

“三重轴恶性循环”理论框架（图1），这一概念的核心在于：菌群失调不是静态的组成改变，而是代谢紊乱、免疫失衡和屏障破坏三大系统间形成反馈增强环路。代谢轴：肠道菌群通过产生生物转化酶直接参与药物代谢，其失调导致关键酶系统的功能异变。免疫轴：菌群失调通过病原体相关分子模式（PAMPs）易位，驱动慢性低度炎症。屏障轴：物理防御结构性破坏（表1）。在衰老和慢性病的双重压力下，这些环路不断自我强化，最终形成治疗抵抗性微环境，使得药物难以达到预期的PK/PD目标。

图1 在老年多重疾病和多重用药的背景下肠道菌群失调影响药物疗效的机制

表1 代谢轴、免疫轴和屏障轴中菌群失调对药物治疗的影响

三重轴并非孤立运作，而是形成级联反应： SCFAs作为G蛋白偶联受体（GPR41/43）的配体，不仅调节能量代谢，还直接抑制HDAC，促进Treg分化和IL-10产生，维持免疫耐受。菌群失调导致的SCFAs减少打破这种代谢－免疫调节平衡。炎症微环境中的TNF-α和IL-6通过激活JAK-STAT和MAPK通路，转录抑制PXR（孕烷X受体）和CAR（组成型雄烷受体），下调CYP3A4和P-糖蛋白（P-gp）表达，减少药物代谢和外排，导致药物蓄积毒性（如地高辛中毒）。屏障破坏导致菌群代谢产物（LPS、肽聚糖）和活菌易位至肠系膜淋巴结和肝脏，激活Kupffer细胞和肝星状细胞，进一步诱导系统性炎症；而炎症产生的细胞因子（如TNF-α）又通过MLCK（肌球蛋白轻链激酶）磷酸化途径打开紧密连接，加剧屏障破坏，最终导致老年患者体内药物处置的不可预测性（表2）。

表2 菌群－三重轴对体内药物处置的影响

临床药物案例分析

1. 氯吡格雷（Clopidogrel）

氯吡格雷是抗血小板治疗的关键药物，需要经肝脏CYP450酶激活。老年患者中该药物疗效存在显著差异，且受肠道菌群影响（图2）。

代谢轴：肠道菌群产生的TMA转化为TMAO，诱导血小板高反应性，导致氯吡格雷抵抗；同时菌群失调抑制肝CYP2C19/CYP3A4活性，阻碍前药激活。

免疫轴：T细胞通过分泌IFN-γ和IL-2维持肝细胞CYP2C和CYP3A的基础表达。老年共病患者常见的T细胞衰老导致肝脏“免疫－代谢链接”中断，P450活性降低。

屏障轴：肠漏（Leaky Gut）促进LPS入血，加剧系统性炎症。

图2 肠道菌群影响氯吡格雷疗效的机制

2.地高辛（Digoxin）

代谢轴：E. lenta等菌过度生长产生强心苷还原酶，将地高辛转化为无活性的二氢地高辛，降低血药浓度。

免疫轴：菌群失调相关的LPS易位激活心肌巨噬细胞TLR4，产生TNF-α和IL-1β。增加心肌细胞电不稳定性，提高地高辛毒性（心律失常）风险。

屏障轴：P-糖蛋白（P-gp）表达受菌群代谢物调控，影响药物外排和生物利用度（图3）。

图3 肠道菌群影响地高辛疗效的机制

3.二甲双胍（Metformin）

代谢轴：菌群胆汁盐水解酶（BSH）活性异常→FXR信号通路抑制→GLP-1分泌↓→削弱二甲双胍的胰岛素增敏效应。

免疫轴：菌群失调诱导的慢性炎症直接导致胰岛素抵抗，抵消药物降糖效果。

屏障轴：菌群失调导致肠上皮OCT1表达下调，药物无法达到肠腔局部有效浓度，既削弱局部降糖作用，又增加全身暴露（图4）。

图4 肠道菌群影响二甲双胍疗效的机制

4. 免疫检查点抑制剂（ICIs）

代谢轴：记忆性和效应性CD8+ T细胞依赖脂肪酸氧化（FAO）和线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）维持功能。菌群产生的短链脂肪酸（SCFAs）作为HDAC抑制剂，上调线粒体功能基因（PGC-1α）和细胞毒性分子表达。菌群失调导致T细胞无法响应ICIs的再激活信号。

免疫轴：Bacteroides fragilis和Burkholderia cepacia通过多糖A（PSA）诱导IL-10产生型Treg，抑制抗肿瘤免疫。ICIs疗效好的患者往往具有免疫刺激性菌群，通过树突状细胞（DCs）交叉呈递抗原，促进CD8+ T细胞肿瘤浸润。

屏障轴：ICIs打破肠道免疫耐受（CTLA-4阻断），菌群易位至肠系膜淋巴结，激活Th17反应，导致严重结肠炎。老年患者因基线屏障功能差，免疫相关性结肠炎发生率和严重程度更高，常需糖皮质激素治疗，进一步扰乱菌群，形成恶化循环（图5）。

图5 肠道菌群影响免疫检查点抑制剂（ICIs）疗效的机制

干预策略与局限性

当前干预手段：

1. 益生菌/益生元：特定菌株（如Bifidobacterium BB-536）可通过调节免疫微环境增强ICIs疗效；益生元（如菊粉）较安全，但菌株特异性强，缺乏标准化方案。

2. 粪菌移植（FMT）：可恢复产丁酸菌（如F. prausnitzii），改善代谢网络，但存在供体筛选严格、长期安全性数据缺乏、老年患者耐受性等问题。

3. 噬菌体疗法：精准清除耐药菌（如产β-葡萄糖醛酸酶的大肠杆菌），减少化疗药物（如伊立替康）的肠道毒性，但药代动力学在老年人群中尚不明确。

4. 饮食调节：高纤维、多酚类食物通过调节菌群代谢增强药物生物利用度。

临床转化挑战：

个体差异大，老年患者菌群组成异质性高，缺乏“一刀切”的标准化方案。证据等级不足，多数研究为动物实验或小样本观察性研究，缺乏针对老年共病人群的大规模RCT。药物－菌群相互作用复杂，多重用药背景下，益生菌可能改变合并用药的代谢（如抗生素、免疫抑制剂），增加不良反应风险。

未来研究方向

从精准老年药理学（Precision Geropharmacology）的角度，主要有以下方面：

1. 建立多维数据库：整合微生物组－药物－宿主互作数据，建立标准化的多中心纵向队列，追踪“共病-菌群-多重用药”网络的动态演变。

2. 人工智能应用：利用机器学习分析多组学数据（单细胞测序、空间转录组、代谢流分析），构建预测模型，实现个体化给药方案与菌群靶向干预（图6）。

3. 工程化生物治疗：开发合成生物学改造的“智能”细菌底盘（如激活CYP3A4的工程菌）和噬菌体-纳米颗粒偶联物，精准调控特定代谢通路。

4. 系统监测框架：结合动态适应性精准医疗，实时监测药物抗性演变与生态稳定性。

图6由机器学习驱动的策略将被用于制定个性化的干预方案

参考文献：Duo Yang,Dan Ren,Yu Zhang,et al.The gut microbiota dysbiosis in geriatric multimorbidity: Pharmacotherapeutic implications, pathophysiological mechanisms, and precision modulation strategies.[J].Ageing research reviews,2026,115:103023.

译者简介

陈俊儒

桓台县人民医院临床药师

校对简介

谢栋

天津医科大学总医院副主任药师，中国药学会科学传播专委会青年委员，中国老年保健协会诊疗技术创新与消化康复分会常务委员，中国医疗保健国际交流促进会健康保障研究分会委员，中国医药装备协会应用评价分会委员，中国民族卫生协会医师分会委员，北京转化医学学会药学产业创新与转化分会常务委员，天津市健康促进与教育协会全科医学专委会委员，天津市医疗健康学会临床药学专委会委员，北京智慧医疗技术创新联盟智慧药学专委会委员，天津市中西医结合学会智慧医疗专委会青年委员。

主编专著3部和参编7部，获得专利4项，参编标准和指南等5项；天津药学、临床诊断与治疗杂志编委；Health Care Science、Medicine Advances、Pharmaceutical Science Advances、Healthcare and Rehabilitation、生物技术进展、检验医学与临床、新医学等期刊青年编委；World Journal of Gastroenterology、中国比较医学、中国细胞生物学学报等期刊审稿人。获得中国药学会全国药学服务示范案例和驻科药师推广案例、全国药师科普大赛一等奖和医院青年岗位能手等十余项奖项。多次在亚洲临床药学大会，中国药师大会等国际国内会议进行口头汇报和壁报展示等学术交流。

添加药学瞭望管理员

进入学术交流群

《药学瞭望》征稿邀请

01.投稿内容

征稿内容不限于：研究进展、团队科研成果、临床用药经验分享、典型病例解读、疾病诊治经验、人文故事等

02.联系人

投稿 | 学术报道 | 合作

投稿联系人：刘老师 15201320201（微信同号）

投稿邮箱：contact@siri.ntesmail.com

（来源：药学瞭望）