腸道菌群代謝產(chǎn)物氧化三甲胺聯(lián)合左室射血分數(shù)在慢性心力衰竭患者預后中的價值

何衛(wèi)斌，段新杰，王耀輝

心力衰竭（心衰）是心臟疾病的終末期表現(xiàn)，以慢性心力衰竭（CHF）為主，預后較差，是導致心血管疾病患者死亡的主要原因[1]。隨著醫(yī)療技術的突飛猛進，人們對心衰機制的探討也逐漸增多，研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群在心衰的發(fā)生發(fā)展中占有重要地位[2]。最初認為，心衰患者胃腸道組織多因血流灌注不足使腸黏膜缺血、腸壁水腫、通透性增加，腸道菌群位移，腸道內(nèi)多種細菌及毒素進入血液循環(huán)，與心衰呈現(xiàn)的慢性炎癥和營養(yǎng)不良等密切相關[3]。近年隨微生物代謝組學和宏基因組學發(fā)展，腸道菌群組成及其代謝產(chǎn)物成為心力衰竭機制研究的新熱點[4]。氧化三甲胺（TMAO）是腸道菌群重要代謝產(chǎn)物，既往研究顯示TMAO與細胞滲透壓維持和蛋白質(zhì)折疊等相關[5]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，高水平TMAO可致急性冠脈綜合征，與不良預后相關，且該高風險獨立于傳統(tǒng)心血管危險因素，但關于其與CHF預后的關系尚不清楚[6]。左室射血分數(shù)（LVEF）作為心臟收縮功能重要指標在CHF患者臨床治療監(jiān)測和預后評估中占有一定地位，但單一指標敏感度和特異度欠佳，尋找更多指標以進行聯(lián)合檢測十分重要[7]。本研究選取120例CHF患者作為研究對象以探討TMAO和LVEF聯(lián)合檢測在慢性心力衰竭患者預后中的價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2017年1月至2018年6月于平頂山市第一人民醫(yī)院心內(nèi)科收治的120例CHF患者作為CHF組，納入標準：所有患者均符合《中國心力衰竭診斷和治療指南2014》中CHF診斷標準[8]；肝腎功能、電解質(zhì)、心肌酶及心臟超聲指標等基本正常。排除標準：①合并嚴重心臟瓣膜疾病及急性冠脈綜合征等；②已行心臟置換術；③合并惡性腫瘤；④合并胃腸道疾?。虎莺喜⑵渌鼑乐貎?nèi)科疾病。CHF組中男性80例，女性40例；平均（56.39±10.23）歲。同期選取100例健康體檢者作為對照組，其中男性68例，女性32例；平均（57.07±10.78）歲。兩組在性別和年齡等一般資料上比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。所有研究對象及家屬均簽署知情同意書，且通過本院倫理委員會批準。

1.2 研究方法

1.2.1 血漿TMAO水平檢測 收集CHF組入院次日和對照組體檢當日空腹外周血5 ml，于EDTA抗凝管中混勻，4000 r/min離心10 min，吸取血漿于EP管中，于液氮罐速凍后轉(zhuǎn)移至-80 ℃冰箱保存，待標本集齊后一起檢測。采用穩(wěn)定同位素稀釋高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術檢測各標本中血漿TMAO水平，試劑盒購自美國Sigma公司，儀器為6420 Triple Quad三重四級桿質(zhì)譜儀和1260 Infinity高效液相色譜儀（均購自美國Agilent公司），具體步驟由專業(yè)技術人員完成。

1.2.2 LVEF檢查 由同一組超聲科醫(yī)生完成所有研究對象心臟超聲檢查，儀器為Vivid-E9型彩色多普勒超聲診斷儀（購自美國GE公司），超聲探頭頻率為3 Hz，參照美國超聲心動圖學會LVEF檢測方法—Simpson法[9]，常規(guī)同步連接心電圖，囑被檢查者左側(cè)臥位，必要時平臥，平靜呼吸，調(diào)節(jié)心內(nèi)膜至最清楚，用單平面Simpson程序自動存儲3個以上穩(wěn)定周期動態(tài)圖像以供回放分析及后處理，于T波終末處和R波頂點手動勾畫左室心內(nèi)膜，測量LVEF。

1.3 隨訪 對CHF組所有患者隨訪2年，以主要心血管不良事件（MACE）發(fā)生情況（心源性死亡和CHF急性發(fā)作）為終點進行記錄，根據(jù)MACE是否發(fā)生將CHF組分為預后良好（無MACE）組和預后不良（MACE發(fā)生）組。

1.4 統(tǒng)計學分析 用SPSS 21.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析。其中計量資料用平均數(shù)±標準差（±s）描述，組間比較用獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料用%描述，組間比較采用χ2檢驗；相關分析用Pearson法；繪制受試工作者曲線（ROC）分析TMAO和LVEF對CHF預后的判斷價值，其中ROC曲線下面積比較用Z檢驗；以P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 CHF組和對照組TMAO和LVEF比較 與對照組比較，CHF組血漿TMAO水平明顯升高，但LVEF水平明顯降低，且差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），表1。

2.2 預后不良組與預后良好組TMAO和LVEF比較 120例CHF組患者中隨訪2年均無失訪，其中預后不良組（MACE發(fā)生）45例，預后良好（無MACE）組75例；與預后良好組比較，預后不良組血漿TMAO水平明顯升高，但LVEF水平明顯降低，且差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），表2。

2.3 TMAO和LVEF的關系 經(jīng)Pearson相關分析得知， CHF組TMAO和LVEF呈明顯負相關（P=0.014），r值為-0.628（圖1）。

2.4 TMAO和LVEF對CHF預后的判斷價值 繪制ROC曲線圖（圖2）分析，TMAO和LVEF均可判斷CHF預后（P＜0.05），其中TMAO判斷效能略高于LVEF，但差異無統(tǒng)計學意義（P=0.382），TMAO-LVEF兩者聯(lián)合判斷效能最佳（P＜0.05），表3。

3 討論

CHF是一種心臟結(jié)構或功能性改變導致心室泵血或充盈功能低下的終末期疾病，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計我國CHF患者高達400萬人，其生活質(zhì)量顯著降低，多次反復住院導致家庭經(jīng)濟負擔加重，雖經(jīng)多種方案積極治療，但其預后較差[10]。因此，尋找針對CHF患者有效生物學指標對提高CHF早期診斷率、監(jiān)測治療療效及預測預后十分重要。近年來，關于CHF新型標志物的研究越來越多，包括LVEF、可溶性ST2和血管生成素2等，至今仍無統(tǒng)一標準[11]。

表1 CHF組和對照組TMAO和LVEF比較（s）

表1 CHF組和對照組TMAO和LVEF比較（s）

注：CHF：慢性心力衰竭；TMAO：氧化三甲胺；LVEF：左室射血分數(shù)

組別 例數(shù) TMAO（μmol/L） LVEF（%）CHF組 120 6.86±1.53 43.93±4.47對照組 100 2.45±0.38 58.36±1.38 t值 - 28.101 31.062 P值 - 0.000 0.000

表2 預后不良組與預后良好組TMAO和LVEF比較

圖1 TMAO和LVEF的Pearson相關分析圖

圖2 TMAO和LVEF判斷CHF預后的ROC曲線圖

LVEF作為臨床心血管疾病最常用的左心室收縮功能指標，在臨床心衰診斷、治療及預后中均具有一定價值。Mcdonagh等[12]研究發(fā)現(xiàn)，心衰患者中LVEF＜30%，4年死亡率（21%）顯著高于LVEF＞30%的患者（4%）。而Curtis等[13]文獻中的LVEF值與前述不同，其認為LVEF＜15%的心衰患者3年死亡率（51.7%）明顯高于LVEF為36%~45%的患者（25.6%）。本研究中，CHF組LVEF水平明顯低于對照組健康體檢人群，說明LVEF水平較低是CHF的重要表現(xiàn)，與前述觀點一致。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)在CHF患者中預后不良組LVEF水平明顯低于預后良好組，說明CHF患者中LVEF水平越低，預后越差。以上關于LVEF界點值目前尚無統(tǒng)一標準，但均提示LVEF與CHF預后密切相關。本研究后續(xù)進行ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)，LVEF可判斷CHF患者預后，其敏感性和特異性分別為70.5%和65.3%，與于瀟等[14]部分結(jié)論一致，但敏感性和特異性均略大于本研究，可能與樣本量及研究對象個體差異等相關。

研究發(fā)現(xiàn)，CHF患者腸道血液灌注減少，腸黏膜出現(xiàn)缺血性損傷，腸道通透性相應增加，最終導致腸道菌群改變[15]。健康成年人腸道菌群有超過500種以上的微生物，不僅可協(xié)助宿主消化吸收食物，還可促進黏膜屏障發(fā)育及功能調(diào)節(jié)，在營養(yǎng)物質(zhì)攝取代謝控制和免疫組織成熟中占有一定地位[16]。研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群還與胃腸道疾病、糖尿病、肥胖癥、癌癥及心血管疾病等多種疾病發(fā)生發(fā)展顯著相關；更有部分學者根據(jù)腸道菌群在心力衰竭發(fā)病中的作用建立了“心力衰竭腸道假說”[17]。有學者發(fā)現(xiàn)，CHF患者糞便中彎曲桿菌、志賀菌、沙門菌和耶爾森菌等致病性菌群豐度明顯高于健康人群，提示CHF患者腸道菌群失調(diào)[18]。近年研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群代謝產(chǎn)物與CHF發(fā)生密切相關，TMAO是其中一種新型腸道菌群代謝指標，腸道菌群可通過代謝卵磷脂、膽堿和肉堿等生成三甲胺（TMA），而TMA經(jīng)肝臟代謝生成TMAO，與機體膽固醇代謝、泡沫細胞形成、血小板聚集、血栓形成及胰島素抵抗等密切相關，可作為預測心血管疾病的早期獨立風險因子[19]。研究顯示，調(diào)整患者飲食結(jié)構、改善腸道菌群組成和降低血漿TMAO水平有可能降低心血管疾病風險[20]。在本研究中，CHF患者血漿TMAO水平明顯高于對照組健康體檢人群，提示CHF患者腸道代謝異常。本研究還發(fā)現(xiàn)，CHF患者中預后不良者血漿TMAO水平明顯高于預后良好者，提示血漿TMAO水平越高，CHF預后越差，這與張瑗等[21]部分結(jié)果一致，提示TMAO在CHF預后判斷中可能存在一定價值。以上提示LVEF和TMAO均與CHF預后相關，那兩者是否存在一定聯(lián)系？本研究通過Pearson相關分析發(fā)現(xiàn)，LVEF和TMAO呈明顯負相關，說明高水平TMAO可降低患者LVEF值，是TMAO促進CHF發(fā)生發(fā)展的一個可能機制，但具體途徑有待后續(xù)探討。此外，本研究后續(xù)繪制ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)，TMAO可判斷CHF預后情況，但其敏感性和特異性并非十分理想，與LVEF判斷效能差異不明顯。目前學界主流觀點認為可通過聯(lián)合檢測提高其敏感性和特異性，在本研究中，TMAO-LVEF聯(lián)合檢測顯著提高了其對CHF預后的判斷效能，其敏感性和特異性升高至85.7%和80.6%。

表3 TMAO和LVEF判斷CHF預后的ROC曲線結(jié)果

綜上認為，TMAO聯(lián)合LVEF對CHF患者預后有較好的判斷價值，可供臨床參考[22]。但本研究受樣本量和觀察時間限制存在一定局限性，后續(xù)需行更多樣本量及更長觀察時間的前瞻性研究，以進一步證實兩者聯(lián)合對CHF患者預后的判斷價值，并探討相關作用機制，為臨床提供更有價值的理論依據(jù)。