腸道雙歧桿菌與心房顫動的相關(guān)性研究

金珊珊 黃婉露 張苗苗

150070 哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院群力院區(qū)心內(nèi)科

心房顫動(簡稱為“房顫”)是臨床常見心律失常之一，可導(dǎo)致動脈栓塞和心力衰竭等嚴重并發(fā)癥，具有較高致殘率和致死率，是威脅人類健康的重大疾病[1]。流行病學(xué)研究顯示，房顫發(fā)病率約為1%～2%[2]。但其發(fā)病機制尚不完全清楚，目前認為心房重構(gòu)是其重要病理機制[3]。腸道菌群參與調(diào)控機體免疫系統(tǒng)、宿主防御和吸收代謝等生物學(xué)過程，在多種疾病發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用[4]。大量研究證實，腸道菌群及其代謝產(chǎn)物參與冠心病、高血壓和心力衰竭等心血管疾病的發(fā)生，故有望成為心血管疾病新的防治靶點[5]。新近研究證實，與竇性心律人群相比，房顫患者腸道菌群多樣性及其代謝產(chǎn)物發(fā)生顯著改變[6]。雙歧桿菌是機體腸道最常見的有益菌。既往文獻證實，雙歧桿菌在維持機體穩(wěn)態(tài)，預(yù)防疾病發(fā)生中具有重要作用，但雙歧桿菌與房顫是否存在相關(guān)性尚不清楚[7]。本文主要通過比較竇性心律人群和房顫患者糞便雙歧桿菌水平，旨在探討雙歧桿菌是否為房顫發(fā)生發(fā)展的重要影響因素。

1 對象和方法

1.1 研究對象

納入2019年6月至2019年9月在哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院就診的房顫患者70例為房顫組，平均年齡為(56.0±11.2)歲，選擇同期就診的年齡、性別和體質(zhì)指數(shù)等匹配的竇性心律者70例為對照組，平均年齡為(54.0±10.4)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：竇性心律者和確診房顫患者。房顫診斷根據(jù)《2014年歐洲房顫管理指南》[8]：本研究納入陣發(fā)性房顫患者31例，持續(xù)性房顫患者39例。竇性心律者：既往無房顫病史，且住院期間十二導(dǎo)聯(lián)心電圖或Holter檢查無房顫發(fā)作的竇性心律者。排除標(biāo)準(zhǔn)：既往心力衰竭、冠心病和結(jié)構(gòu)性心臟病病史患者、合并炎癥性腸病、腸易激綜合征、自身免疫性疾病、肝病、腎臟疾病或癌癥患者、過去1個月內(nèi)使用抗生素或益生菌患者。本研究通過倫理委員會批準(zhǔn)，并獲得患者書面知情同意書。

1.2 資料收集

收集患者新鮮糞便樣本，并記錄患者基本信息，包括一般情況(年齡、性別和體質(zhì)指數(shù))、基礎(chǔ)疾病(高血壓和糖尿病)、化驗指標(biāo)(總膽固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白膽固醇、空腹血糖和尿酸)、超聲心動圖(左房內(nèi)徑和左室射血分數(shù))和藥物使用情況(血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑、血管緊張素受體拮抗劑、β受體阻滯劑、他汀、阿司匹林、胺碘酮和口服抗凝藥)。

1.3 檢測方法與試劑

使用無菌管收集所有患者新鮮糞便樣本，使用糞便基因組DNA提取試劑盒(天根生物科技有限公司，DP328-02)提取糞便樣本DNA，取180～220 mg糞便樣本于2 ml離心管中，加入500 μl緩沖液SA，100 μl緩沖液SC，15 μl Proteinase K，0.25g研磨珠進行研磨和充分裂解，再進行吸附和漂洗，最后懸空滴加50 μl洗脫緩沖液TB，室溫放置2～5 min，12 000 rpm離心2 min，將溶液收集至離心管，即得到基因組DNA樣本。使用熒光定量PCR儀(ABI)進行擴增檢測糞便中DNA表達量。擴增程序設(shè)置為：最初一個循環(huán)95 ℃持續(xù)20 s，然后95°C持續(xù)20 s，55°C持續(xù)20 s和72°C持續(xù)50 s，進行40個循環(huán)，最后一個循環(huán)95°C持續(xù)50 s。設(shè)置CtA1為1號樣本目標(biāo)基因的Ct值，CtB1為1號樣本內(nèi)參基因的Ct值，CtA2為2號樣本目標(biāo)基因的Ct值，CtB2為2號樣本內(nèi)參基因的Ct值，則1號樣本和2號樣本目標(biāo)基因表達水平可以大致計算為(2-ddCt)：ddCt=(CtA2-CtB2)-(CtA1-CtB1)=X，則2號樣本目標(biāo)基因的表達1號樣本的2-X倍。

1.4 PCR引物信息

本研究選擇Bifidobacterium菌屬的四種菌群進行研究，本研究中所用的全部引物序列均由Primer 5.0軟件設(shè)計，購買于Life & Technology公司。引物序列詳見表1。

表1 qRT-PCR引物序列

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 竇性心律和房顫患者基本資料

兩組患者一般情況、基礎(chǔ)疾病、化驗指標(biāo)和左室射血分數(shù)的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均為P>0.05)。與竇性心律組相比，房顫組患者左房內(nèi)徑增加(P<0.001)，見表2。

表2 兩組患者基本臨床資料

2.2 qRT-PCR檢測竇性心律組和房顫組患者雙歧桿菌

對70例竇性心律患者和70例房顫糞便樣本進行qRT-PCR發(fā)現(xiàn)，房顫組患者Bifidobacteriumadolescentis(t=0.94，P>0.05)和Bifidobacteriumbifidum(t=0.48，P>0.05)差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但Bifidobacteriumanimalisssp.lactis(t=3.48，P<0.001)和Bifidobacteriumbreve(t=6.54，P<0.001)表達明顯降低。

2.3 qRT-PCR檢測陣發(fā)性房顫組和持續(xù)性房顫組患者雙歧桿菌

進一步將房顫患者分為陣發(fā)性房顫(31例)和持續(xù)性房顫(39例)，對兩組患者菌群進行比較發(fā)現(xiàn)，與陣發(fā)性房顫患者相比，持續(xù)性房顫患者Bifidobacteriumanimalisssp.lactis(t=3.27，P<0.01)和Bifidobacteriumbreve(t=6.54，P<0.001)明顯降低。

2.4 雙歧桿菌與房顫的相關(guān)性分析

單因素logistic回歸分析結(jié)果顯示，左房內(nèi)徑(OR=1.43，95%CI：1.24～1.69，P<0.001)、Bifidobacteriumanimalisssp.lactis(OR=0.13，95%CI：0.04～0.73，P<0.01)和Bifidobacteriumbreve(OR=0.05，95%CI：0.009～0.67，P<0.001)與房顫具有顯著相關(guān)性。多因素logistic回歸分析結(jié)果顯示，左房內(nèi)徑(OR=1.54，95%CI：1.22～1.89，P<0.001)、Bifidobacteriumanimalisssp.lactis(OR=0.47，95%CI：0.18～0.97，P<0.01)和Bifidobacteriumbreve(OR=0.23，95%CI：0.12～0.98，P<0.001)與房顫獨立相關(guān)。

3 討論

房顫是臨床最常見的一種心律失常之一，其發(fā)病率高達1%～2%。房顫發(fā)病機制尚不完全清楚，目前仍缺乏有效防治措施。Zuo等[9]對50例竇性心律和50例房顫患者行宏基因組和代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，與竇性心律者相比，房顫患者腸道微生物多樣性顯著增加，菌群組成發(fā)生顯著改變，菌群代謝物也發(fā)生明顯改變，提示腸道菌群和房顫密切相關(guān)。雙歧桿菌是機體常見的有益菌，在維持腸道穩(wěn)態(tài)和機體健康中發(fā)揮重要作用。本研究結(jié)果表明，與竇性心律患者相比，房顫患者雙歧桿菌豐富減低；與陣發(fā)性房顫患者相比，持續(xù)性房顫患者降低更顯著，提示雙歧桿菌豐度和房顫及房顫臨床分型有關(guān)，且多因素Logistic回歸分析顯示雙歧桿菌豐富降低是房顫發(fā)生的獨立危險因素。

人體由真核細胞與體內(nèi)共生的微生物群落共同組成，絕大多數(shù)微生物群落位于腸道黏膜層，被稱為腸道菌群。近年來大量研究證實，腸道菌群除可調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)吸收、能量代謝外，還參與免疫反應(yīng)等生物學(xué)過程，對人體健康狀態(tài)發(fā)揮重要作用[10]。雙歧桿菌是一種重要有益腸道菌群，能抑制有害細菌生長，抵抗病原菌感染。此外，雙歧桿菌可產(chǎn)生醋酸、丙酸、丁酸和乳酸等代謝產(chǎn)物，從而維持腸道屏障功能穩(wěn)定，對機體固有免疫發(fā)揮重要調(diào)控作用[11]。大量研究證實，炎癥是重要危險因素，炎癥標(biāo)志物與房顫的發(fā)生、維持、復(fù)發(fā)及血栓形成等均密切有關(guān)[12]。與竇性心律人群相比，房顫患者循環(huán)C反應(yīng)蛋白等炎癥因子水平顯著增加[13]。促炎因子白介素6(interleukin 6，IL-6)，被認為與房顫發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[14]。一項隨機對照研究發(fā)現(xiàn)，與口服安慰劑患者相比，圍術(shù)期患者口服雙歧桿菌補充劑循環(huán)IL-6水平顯著降低[15]。提示雙歧桿菌可降低循環(huán)IL-6水平，減輕炎癥反應(yīng)。故雙歧桿菌豐度降低是房顫發(fā)生獨立危險因素主要原因之一。此外，本研究發(fā)現(xiàn)，左房內(nèi)徑與房顫發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。與既往研究結(jié)果一致[16]。Framinghan研究發(fā)現(xiàn)，與左房內(nèi)徑≤35 mm患者相比，左房內(nèi)徑≥44 mm患者房顫發(fā)生風(fēng)險增加2.5倍。對15例既往無器質(zhì)心臟疾病的房顫患者進行隨訪發(fā)現(xiàn)，2年后左心房容積從45.2 cm3增加至64.1 cm3。提示左房內(nèi)徑增大與房顫密切相關(guān)。

本研究存在一定的局限性：本研究樣本量小，存在選擇偏倚，且僅針對雙歧桿菌進行檢測，未對糞便其它細菌進行檢測，并不能代表房顫患者腸道菌群的全面改變。此外，后續(xù)還需要對雙歧桿菌進行功能學(xué)實驗。

綜上所述，腸道菌群參與調(diào)控房顫發(fā)生發(fā)展，及時干預(yù)菌群穩(wěn)態(tài)可能有助于房顫防治。雙歧桿菌作為一種有益菌，其豐度降低是房顫的重要危險因素，且與房顫臨床分型有關(guān)。但本文僅證明了腸道雙歧桿菌和房顫的相關(guān)性，基于腸道菌群的干預(yù)策略對改善房顫的臨床價值尚需深入研究。

利益沖突：無