血漿氧化三甲胺水平對冠心病患者預(yù)后的預(yù)測作用：劑量-反應(yīng)Meta分析

張亞男，于雪

心血管疾病是全球的主要死因，尤其在發(fā)達國家，其發(fā)病率一直居高不下[1]。動脈粥樣硬化是冠心病等心血管疾病的共同病理基礎(chǔ)。近年來，腸道菌群成為最熱門的研究領(lǐng)域之一。氧化三甲胺（trimethylamine N-oxide，TMAO）是由腸道微生物代謝產(chǎn)生的一種小型有機化合物，主要來源于膽堿（紅肉、魚、禽、蛋等食品中），后者經(jīng)腸道微生物代謝產(chǎn)生三甲胺，然后通過肝酶黃酮單氧化酶3 代謝最終生成TMAO[2]。許多研究已證實，TMAO 能促進動脈粥樣硬化發(fā)展，是冠心病發(fā)展的重要危險因素。TMAO 主要通過激活內(nèi)皮細胞炎癥反應(yīng)通路、影響膽固醇和甾醇代謝、增強巨噬細胞膽固醇積聚以及激活血小板、促進血栓形成等病理生理機制，參與動脈粥樣硬化的發(fā)展[1，3-6]。

一些臨床流行病學(xué)研究顯示，血漿TMAO 水平升高與主要不良心血管事件（MACE）和全因死亡密切相關(guān)[7-10]，但也有報道不一致的結(jié)果[11-12]。不同研究受試者的特征和疾病狀況的差異可能影響結(jié)果。目前已有Meta 分析總結(jié)了各種疾病人群中TMAO 水平與MACE 和全因死亡風(fēng)險之間的關(guān)系，但目前在冠心病患者中尚少見相關(guān)Meta 分析。我們采用劑量-反應(yīng)Meta 分析對已發(fā)表的相關(guān)研究進行匯總分析，定量評估冠心病人群中血漿TMAO 水平與MACE 和全因死亡風(fēng)險之間的關(guān)系。

1 資料與方法

文獻檢索：計算機檢索2020 年7 月之前發(fā)表并收錄在PubMed、EMBASE、中國知網(wǎng)、萬方等數(shù)據(jù)庫中評估冠心病人群中血漿TMAO 水平與MACE 及全因死亡風(fēng)險相關(guān)性的隊列研究，檢 索 詞 為：“trimethylamine N-oxide”、“TMAO”、“atherosclerosis”、“death”、“mortality”、“stroke”、“heart failure”、“cardiovascular diseases”、“ cerebrovascular diseases”、“coronary artery disease”、“acute coronary syndrome”、“coronary heart disease”。采用主題詞+自由詞的檢索方式，同時追溯全部納入文獻的參考文獻。納入標準：（1）研究對象為冠心病患者；（2）主要結(jié)局事件為MACE（心血管死亡、心肌梗死、腦卒中、血管重建、再入院）或全因死亡；（3）獲得與結(jié)局事件相關(guān)的有效HR 和95%CI。排除標準：（1）動物實驗；（2）綜述及病例報告；（3）無法獲取有效數(shù)據(jù)；（4）重復(fù)發(fā)表的論文；（5）嚴重肝腎功能不全患者。

文獻篩選及資料提?。河? 名醫(yī)師結(jié)合Cochrane 手冊根據(jù)納入、排除標準獨立篩選文獻并提取資料,意見不同時請第3 名醫(yī)師參與討論并達成一致。提取資料包括文獻第一作者、發(fā)表時間、受試者例數(shù)、國家、疾病特征、隨訪時間、結(jié)局事件例數(shù)、血漿TMAO 水平、與結(jié)局事件相關(guān)的血漿TMAO 水平最高分位與低分位比較的HR 及95%CI。

文獻質(zhì)量評價：由2 名醫(yī)師分別進行文獻質(zhì)量評價,如有分歧請第3 名醫(yī)師參與協(xié)商,共同決定最終結(jié)果。采用紐卡斯爾-渥太華量表（Newcastle-Ottawa Scale，NOS）評價文獻質(zhì)量,通過3 部分共8個條目評價，具體包括研究人群選擇可比性、暴露評價或者結(jié)果評價，質(zhì)量由低到高分別對應(yīng)0～9 分。NOS 評分≥5 分認為是高質(zhì)量研究。

統(tǒng)計學(xué)方法：采用STATA 15.1 統(tǒng)計分析軟件進行Meta 分析，以隨訪期間出現(xiàn)MACE 或全因死亡作為臨床結(jié)局,合并HR 及95%CI，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。通過 Cochran’s Q 檢驗（檢驗水準α=0.1）和I2檢驗評估納入研究的異質(zhì)性，I2＜30%為低度異質(zhì)性，30%～50%為中度異質(zhì)性，＞50%為高度異質(zhì)性。若各項研究結(jié)果間無統(tǒng)計學(xué)異質(zhì)性,采用固定效應(yīng)模型，反之則采用隨機效應(yīng)模型。針對明顯的臨床異質(zhì)性，采用亞組分析或敏感性分析等方法進行處理。采用漏斗圖、Egger 檢驗評價文獻發(fā)表偏倚，若P＜0.05 提示存在發(fā)表偏倚，進一步通過剪補法分析發(fā)表偏倚對Meta 分析結(jié)果所造成的影響。對于血漿TMAO 水平與MACE 之間劑量-反應(yīng)關(guān)系的評價，需要獲得研究中每分位血漿TMAO水平的均值、HR（95%CI）、受試者例數(shù)及結(jié)局事件例數(shù)。效應(yīng)量的標準誤采用廣義最小二乘法計算，若文章中未報道各分位血漿TMAO 水平均值，可采用區(qū)間上下界限的平均值，當(dāng)為開放性區(qū)間時，血漿TMAO 水平的計算方法為最下限乘以1.2。

2 結(jié)果

文獻檢索結(jié)果：檢索數(shù)據(jù)庫后共獲得1 103 篇相關(guān)文獻，依據(jù)納入、排除標準篩選后，最終納入10 篇文獻共12 項研究[4,7-10,12-16]，其中2 篇文獻[7,9]中的受試者均分為兩個不同的隊列，我們將其分別作為不同的研究數(shù)據(jù)納入到分析中。其中有4 篇文獻結(jié)局事件為MACE[4,12-13,16]，3 篇文獻結(jié)局事件為全因死亡[8,10,14]，3 篇文獻結(jié)局事件兩者均包括[7,9,15]。文獻檢索過程見圖1。

納入文獻基本特征：納入的12 項研究共包括13 332 例受試者，其中美國研究5 項[4,8-10,14]、新西蘭研究2 項[7]、中國研究2 項[15-16]、瑞士研究1 項[9]、日本研究1 項[12]、美國和歐洲合作研究1 項[13]；受試者以男性為主，平均年齡62.4～74.0 歲，平均血漿TMAO 水平2.87～7.50 μmol/L；除1 項研究僅觀察住院期間MACE 發(fā)生情況外，其余研究平均隨訪時間為1～7 年；7 項研究人群為穩(wěn)定性冠心病患者[4,7-8,13-15]，5 項研究人群為急性冠狀動脈綜合征患者[9-10,12,16]。納入文獻的基本特征及數(shù)據(jù)提取結(jié)果分別見表1 和表2。

圖1 文獻檢索流程圖

表1 納入的10 篇文獻共12 項研究的基本特征

冠心病患者血漿TMAO 水平與MACE 和全因死亡風(fēng)險之間的關(guān)系（圖2）：納入的12 項研究中，9 項研究[4,7,9,12-13,15-16]以MACE 為結(jié)局事件，共包含9 298例受試者，發(fā)生MACE 事件2 420 例，平均隨訪時間為3.4 年。結(jié)果顯示,與血漿TMAO 水平較低者相比，血漿TMAO 水平較高者中MACE 發(fā)生風(fēng)險增加63%（HR=1.63，95%CI：1.39～1.90，P＜0.001）。8 項 研究[7-10,14-15]以全因死亡為結(jié)局事件，共包含7 930 例受試者，死亡1 118 例，平均隨訪時間3.6 年。結(jié)果顯示，與血漿TMAO 水平較低者相比，血漿TMAO 水平較高者全因死亡的風(fēng)險增加51%（HR=1.51，95%CI:1.30～1.74，P＜0.001）。異質(zhì)性檢驗顯示，上述研究結(jié)果均無明顯異質(zhì)性（MACE：P異質(zhì)性=0.115，I2=38.0%；全因死亡：P異質(zhì)性=0.111，I2=40.2%）。

表2 納入的10 篇文獻中血漿TMAO 水平與MACE 和全因死亡風(fēng)險相關(guān)性數(shù)據(jù)的提取結(jié)果

圖2 冠心病患者血漿TMAO 水平與MACE 和全因死亡風(fēng)險之間的關(guān)系

不同冠心病患者血漿TMAO 水平與MACE 和全因死亡風(fēng)險之間的關(guān)系：將受試者按照冠心病不同類型進行分組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與血漿TMAO 水平較低者相比，血漿TMAO 水平較高的急性冠狀動脈綜合征患者發(fā)生MACE 的風(fēng)險（HR=2.08，95%CI：1.47～2.96，P＜0.001）明顯高于同等條件的穩(wěn)定性冠心病患者（HR=1.53，95%CI：1.28～1.82，P＜0.001），但 全 因 死 亡 風(fēng) 險（HR=1.30，95%CI：1.08～1.66，P＜0.001）明顯低于同等條件的穩(wěn)定性冠心病患者（HR=1.89，95%CI：1.51～2.38，P＜0.001）。

發(fā)表偏倚：分別對以MACE 和全因死亡為終點事件的研究進行漏斗圖分析，發(fā)現(xiàn)兩者漏斗圖不對稱，有可能存在發(fā)表偏倚，進而采用Egger 檢驗進一步量化分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者P值均＜0.05，提示存在發(fā)表偏倚。因此分別進行剪補法分析，并計算可能導(dǎo)致不對稱未發(fā)表研究的數(shù)量，結(jié)果顯示，在以MACE 為結(jié)局的研究中，補充5 項研究后，發(fā)表偏倚得以糾正（合并HR=1.469，95%CI：1.275～1.692，P＜0.001）。在以全因死亡為結(jié)局的研究中，補充5 項研究后，發(fā)表偏倚也得以糾正（HR=1.292，95%CI：1.143～1.461，P＜0.001）。

冠心病患者血漿TMAO 水平與MACE 發(fā)生風(fēng)險的劑量-反應(yīng)關(guān)系分析（圖4）：劑量-反應(yīng)關(guān)系分析共納入3 篇文獻、4 項研究[4,9,13]，結(jié)果提示，血漿TMAO 水平升高與MACE 發(fā)生風(fēng)險間呈線性劑量反應(yīng)關(guān)系；血漿TMAO 水平分別為5 μmol/L和10 μmol/L 時，MACE 發(fā) 生 風(fēng) 險 分 別 增 加61%（HR=1.61，95%CI：1.07～2.42）和158%（HR=2.58，95%CI：1.14～5.84）。血漿TMAO水平每升高1 μmol/L，MACE 相對發(fā)生風(fēng)險增加10.2%。

圖4 冠心病患者血漿TMAO 水平與MACE 發(fā)生風(fēng)險的劑量-反應(yīng)關(guān)系分析

3 討論

本Meta 分析匯總了12 項研究數(shù)據(jù)，其中9 項研究以MACE 為終點，8 項研究以全因死亡為終點；共納入13 332 例受試者，發(fā)生MACE 2 420 例，全因死亡1 118 例。結(jié)果顯示，與血漿TMAO 水平較低者相比，血漿TMAO 水平較高的冠狀心病患者中MACE 發(fā)生風(fēng)險增加63%，全因死亡風(fēng)險增加51%，結(jié)果均無明顯異質(zhì)性（MACE：P異質(zhì)性=0.115，I2=38.0%；全因死亡：P異質(zhì)性=0.111，I2=40.2%），這與既往的大規(guī)模臨床研究結(jié)果相似[4,9]。另外，與穩(wěn)定性冠心病患者相比，在急性冠狀動脈綜合征患者中，血漿TMAO 水平較高者發(fā)生MACE 的風(fēng)險更高。本研究團隊此前開展的一項納入2 257 例受試者的前瞻性隊列研究顯示，急性冠狀動脈綜合征患者的血漿TMAO 水平明顯高于無冠心病的正常人群和穩(wěn)定性冠心病患者，因此推測，冠心病急性期TMAO 水平升高可能與MACE 發(fā)生風(fēng)險增加有關(guān)，但需進一步開展研究來驗證。本Meta 分析還通過劑量-反應(yīng)關(guān)系定量分析發(fā)現(xiàn)，冠心病患者血漿TMAO 水平與MACE 發(fā)生風(fēng)險之間呈線性相關(guān)，血漿TMAO 水平每升高1 μmol/L，MACE 相對發(fā)生風(fēng)險增加10.2%。

心血管疾病是全球死亡的主要原因，占全球死因的30%以上，其中冠心病死亡率一直呈上升趨勢[17]。動脈粥樣硬化是冠心病的病理基礎(chǔ)，其危險因素包括高血壓、糖尿病、高脂血癥、吸煙、高齡等[18]。已有研究證實，飲食模式與心血管疾病的發(fā)病和患者預(yù)后有明顯關(guān)聯(lián)，地中海飲食能夠降低心血管疾病發(fā)病風(fēng)險，而過量攝入碳水化合物和高脂飲食顯著增加心血管疾病的發(fā)病風(fēng)險[19]。值得注意的是，腸道菌群和血液中TMAO 水平的變化可能是飲食模式影響心血管疾病發(fā)病風(fēng)險的潛在機制。TMAO 由腸道菌群代謝生成后進入血液循環(huán)，可影響膽固醇和甾醇代謝，增強巨噬細胞中膽固醇的積聚[1]。動物實驗發(fā)現(xiàn)，TMAO 通過增強半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶-1（caspase-1）的活性及刺激線粒體的氧化應(yīng)激，誘導(dǎo)人臍靜脈內(nèi)皮細胞及載脂蛋白E 基因敲除（ApoE-/-）小鼠主動脈出現(xiàn)炎癥，從而導(dǎo)致動脈粥樣硬化[20]。Zhu 等[6]發(fā)現(xiàn)，TMAO 能直接促進血小板聚集，并通過激活細胞內(nèi)儲存Ca2+釋放，導(dǎo)致多種激動劑依賴的血小板活化能力增強以及血栓形成風(fēng)險增加。國內(nèi)一項研究發(fā)現(xiàn)，在冠心病患者中，血漿TMAO 水平與Gensini 評分呈正相關(guān)[21]。以上研究說明，TMAO 是導(dǎo)致動脈粥樣硬化的一個重要危險因素。

大量臨床研究也證實，TMAO 與動脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展及不良預(yù)后密切相關(guān)。Randrianarisoa等[22]的研究表明，空腹血漿TMAO 水平升高與頸動脈內(nèi)膜中層厚度增加有關(guān)，而后者是動脈粥樣硬化的重要標志。Haghikia 等[23]通過經(jīng)食道超聲心動圖評估，發(fā)現(xiàn)血漿TMAO 水平與動脈粥樣硬化程度密切相關(guān)，且在缺血性腦卒中患者中，TMAO 水平較高者發(fā)生MACE 及復(fù)發(fā)腦卒中的風(fēng)險更高。Li 等[9]研究了兩組獨立隊列中急性冠狀動脈綜合征患者的血漿TMAO 水平與心血管事件發(fā)生風(fēng)險之間的關(guān)系，結(jié)果提示，急性冠狀動脈綜合征患者血漿TMAO 水平升高與近期和遠期心血管事件發(fā)生風(fēng)險增加顯著相關(guān)。本Meta 分析結(jié)果也證實了這一觀點，因此猜測，未來TMAO 有可能成為預(yù)防和治療心血管疾病的新靶點。通過檢測血漿TMAO 水平建立有效的冠心病高危患者早期篩查工具，有利于臨床醫(yī)生進行早期干預(yù)，最終達到降低MACE 發(fā)生率和死亡率的目的。根據(jù)既往研究報道，通過限制飲食中膽堿的攝入量、抑制或減少促進TMAO 生成的腸道細菌數(shù)量、使用益生菌處理或抑制微生物膽堿三甲胺酶和肝酶黃酮單氧化酶3 的活性，可以降低血漿TMAO水平[24-25]，這也為未來通過飲食干預(yù)來預(yù)防心血管疾病不良結(jié)局提供了新的方向。

本Meta 分析存在以下局限性：首先，與其他觀察性研究相似，本Meta 分析不能排除由于未測量因素導(dǎo)致殘留混雜的可能性。第二，腸道微生物群受飲食攝入等環(huán)境因素的影響，這可能會影響血漿TMAO 水平。本Meta 分析納入的所有研究均未詳細評估膳食攝入量，因此飲食因素對腸道菌群代謝物與MACE 及全因死亡之間關(guān)系的影響未能得到研究。第三，通過漏斗圖及Egger 檢驗存在發(fā)表偏倚，一些陰性結(jié)果可能未發(fā)表，有可能預(yù)估風(fēng)險會過高。

總之，本Meta 分析結(jié)果顯示，冠心病患者血漿TMAO 水平較高與MACE 及全因死亡風(fēng)險增加密切相關(guān)，血漿TMAO 水平與MACE 發(fā)生風(fēng)險之間呈線性相關(guān)。今后針對TMAO 的治療可能會成為預(yù)防和治療心血管疾病的新途徑。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突