以往研究非传染性疾病的微生物组和代谢组分析很少关注研究结果的主要混杂因素，如常见、发病前和共发病条件或多药治疗。在本研究中，在缺血性心脏病(IHD)的背景下，我们采用了一项研究设计，概述了随着时间的推移，疾病的起始、升级和对治疗的反应，反映了一项纵向研究，否则考虑到IHD发病机制的延续性，很难进行这项研究。我们招募了1241名中年欧洲人，包括健康的人、患有代谢紊乱疾病(肥胖和2型糖尿病)但缺乏明显IHD诊断的人，以及处于三个不同临床阶段的IHD患者——急性冠状动脉综合征、慢性IHD和伴有心力衰竭的IHD患者——并对他们的现象进行了表征，肠道宏基因组和血清和尿液代谢组。我们发现，经过药物和生活方式的调整后，将IHD患者与健康人群区分开来的大约75%的微生物群和代谢群特征存在于出现代谢异常的个体中，提示肠道微生物组和代谢组的重大改变可能早在IHD临床发作之前就开始了。我们进一步对与前体代谢异常相关的微生物组和代谢组特征进行了分类，这些特征是IHD一般或其三个亚型中的每个亚型所特有的，或与IHD的升级或降级相关的。与传统的风险标志物相比，基于IHD特定的微生物组和代谢组特征进行判别分析，可以更好地将IHD个体与健康个体或代谢匹配个体区分开来，指出这些特征的病理生理相关性。