老年非瓣膜性房顫患者腸道菌群變化及與CHA2DS2-VASc評(píng)分的相關(guān)性研究

陳矢 胡曉晟 魯志偉 周蓉

心房顫動(dòng)（下稱房顫）是常見的心律失常，發(fā)病率隨年齡上升，中國(guó)60歲以上人群的房顫發(fā)病率為1.83%。房顫會(huì)影響患者的心功能和生活質(zhì)量，使腦卒中事件增加近5倍[1]。當(dāng)前風(fēng)濕性瓣膜疾病已逐漸減少，非瓣膜性房顫約占目前所有房顫類型的65.2%[2]。胃腸道內(nèi)存在著1 000多種細(xì)菌，總量達(dá)1014，有人體代謝產(chǎn)物濾過器的作用，能將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)換為與心血管疾病發(fā)生密切相關(guān)的產(chǎn)物，如氧化三甲胺（trimethylamine oxide，TMAO）、短鏈脂肪酸、次級(jí)脂肪酸等。已有研究指出心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展與腸道菌群相關(guān)[3]。近來(lái)，又有文獻(xiàn)報(bào)道TMAO通過增強(qiáng)心臟自主神經(jīng)活性可使心臟結(jié)構(gòu)重構(gòu)及電重構(gòu)，增加系統(tǒng)炎癥狀態(tài)，導(dǎo)致房顫發(fā)生[4]。本研究旨在探討老年房顫患者腸道菌群變化及腸道菌群變化與CHA2DS2-VASc評(píng)分的關(guān)系，以期為非瓣膜性房顫患者的防治及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)提供依據(jù)，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 選擇2017年9月至2019年10月在樹蘭（杭州）醫(yī)院老年病科、心內(nèi)科住院治療的老年高危非瓣膜性房顫患者30例作為觀察組，男17例，女13例，年齡61～93（79.83±9.02）歲；心力衰竭15例，高血壓23例，永久性房顫15例，冠心病、糖尿病各11例，腦卒中13例，腫瘤5例，肝病2例，吸煙10例。另選擇同期本院60歲以上的老年健康體檢者30例作為對(duì)照組，男16例，女14例，年齡60～91（77.17±8.21）歲。兩組對(duì)象性別、年齡比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡≥60歲；（2）有房顫發(fā)病史，經(jīng)心電圖、24 h動(dòng)態(tài)心電圖檢查確診；（3）CHA2DS2-VASc評(píng)分≥2分。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）近1個(gè)月內(nèi)有胃腸道疾病或腹瀉；（2）近1個(gè)月內(nèi)服用過抗生素、激素類藥物或微生態(tài)制劑；（3）有心臟瓣膜病病史，超聲心動(dòng)圖提示存在非退行性心臟瓣膜病、人工心臟瓣膜置換或瓣膜修補(bǔ)術(shù)后。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批準(zhǔn)文號(hào)：2020058），兩組對(duì)象均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 腸道菌群的檢測(cè) 收集兩組對(duì)象檢查當(dāng)日糞便10 g以上送檢，采用美國(guó)ABI7500實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀檢測(cè)腸道菌群數(shù)量，包括普拉梭菌、腸球菌、類桿菌、乳酸菌、雙歧桿菌、柔嫩梭菌、酪酸梭菌、直腸真桿菌、奇異菌、腸桿菌，比較兩組腸道菌群的中位值，得出兩組的差異腸道菌群。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)檢測(cè) 采集觀察組患者清晨空腹外周血送檢驗(yàn)科，檢測(cè)C反應(yīng)蛋白（C-reaction protein，CRP）、總膽汁酸（total bile acid，TBA）、同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）、腦鈉肽（brain naturetic peptide，BNP）。采用日本日立7600生化分析儀，化學(xué)比色法測(cè)定CRP、TBA、Hcy，采用南京Getein1600熒光免疫定量分析儀測(cè)定BNP。CRP、TBA、Hcy、BNP升高標(biāo)準(zhǔn)：CRP＞10 mg/L，TBA＞10 μmol/L，Hcy＞15 μmol/L，BNP＞900 pg/mL（年齡60～＜70歲），BNP＞1 800 pg/mL（年齡≥70歲）。分析CRP、TBA、Hcy、BNP水平與兩組對(duì)象差異腸道菌群的相關(guān)性。

1.2.3 CHA2DS2-VASc評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 心力衰竭、高血壓、年齡65～74歲、糖尿病、血管性疾病、女性各計(jì)1分，年齡≥75歲及腦卒中史各2分，總分9分[5]。由此將觀察組患者分為3個(gè)亞組，2～3分為低分段亞組；4～5分為中分段亞組；6～9分為高分段亞組。觀察3個(gè)亞組菌群中位值的差異。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用R統(tǒng)計(jì)軟件。正態(tài)分布的計(jì)量資料以 表示，偏態(tài)分布的計(jì)量資料采用中位值表示，比較采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)；相關(guān)性采用Spearman秩相關(guān)。低分段、中分段、高分段3亞組間菌群比較采用J-T檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 觀察組和對(duì)照組腸道菌群中位值比較 見表1。

表1 觀察組和對(duì)照組腸道菌群中位值比較

由表1可見，觀察組腸球菌水平高于對(duì)照組，類桿菌、柔嫩梭菌、直腸真桿菌均低于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），兩組其他菌群比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

2.2 相關(guān)指標(biāo)與觀察組患者差異腸道菌群的相關(guān)性 將觀察組患者CHA2DS2-VASc評(píng)分、基礎(chǔ)情況、實(shí)驗(yàn)室檢查等相關(guān)指標(biāo)與觀察組和對(duì)照組的差異腸道菌群作相關(guān)性分析，結(jié)果見表2。

表2 相關(guān)指標(biāo)與觀察組患者差異腸道菌群的相關(guān)性

由表2可見，CHA2DS2-VASc評(píng)分與類桿菌、柔嫩梭菌呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），高血壓與類桿菌水平呈負(fù)相關(guān)（P＜0.01），永久性房顫與直腸真桿菌呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。

2.3 低分段、中分段、高分段亞組的腸道菌群比較30例觀察組中，依據(jù)CHA2DS2-VASc評(píng)分，低分段亞組7例，中分段亞組14例；高分段亞組9例。3個(gè)亞組的腸道菌群比較見表3。

表3 低分段、中分段、高分段亞組的腸道菌群比較

由表3可見，3個(gè)亞組普拉梭菌、類桿菌、柔嫩梭菌數(shù)量比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。高分段亞組奇異菌、乳酸菌、腸桿菌菌群數(shù)量較多，其余菌種菌群數(shù)量較少。

3 討論

腸道菌群不僅消化吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還與復(fù)雜的免疫系統(tǒng)功能密切相關(guān)。腸道菌群的失調(diào)可降低機(jī)體免疫力導(dǎo)致多種疾病發(fā)生，如高血壓、肥胖、代謝綜合征等[6]。而老年人群房顫發(fā)病率高，發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，具體機(jī)制尚未明確，可能也與腸道菌群因素的參與有關(guān)。已有研究指出，房顫的發(fā)生和維持與心臟的自主神經(jīng)重構(gòu)、電重構(gòu)及結(jié)構(gòu)重構(gòu)相關(guān)[7]。Sharon等[8]發(fā)現(xiàn)腸道菌群以及代謝產(chǎn)物TMAO等能使心臟自主神經(jīng)活性增強(qiáng)。將TMAO注射到心外膜心臟自主神經(jīng)節(jié)中，Yu等[4]發(fā)現(xiàn)心臟左右心房的有效不應(yīng)期明顯縮短，房顫易感窗口的范圍變大，心房重構(gòu)因子和炎性因子白細(xì)胞介素-6（inter leukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等水平升高；該研究結(jié)果表明TMAO可以增強(qiáng)心臟自主神經(jīng)活性、增加炎癥反應(yīng)促進(jìn)心臟結(jié)構(gòu)重構(gòu)及電重構(gòu)，從而導(dǎo)致房顫的發(fā)生及維持；TMAO可能是調(diào)節(jié)了促炎細(xì)胞因子來(lái)誘導(dǎo)心房電不穩(wěn)定性，使自主神經(jīng)功能改變導(dǎo)致房顫。另外研究還發(fā)現(xiàn)膽堿飲食誘導(dǎo)的血漿TMAO水平與不對(duì)稱二甲基精氨酸之間呈正相關(guān)，可通過減少一氧化氮使內(nèi)皮功能發(fā)生障礙，增加心肌纖維化，從而與房顫發(fā)生相關(guān)[9]，可見腸道菌群與房顫關(guān)系密切，腸道菌群—TMAO—炎癥因子—房顫是其可能的路徑。本研究回顧性分析老年高危非瓣膜性房顫患者腸道菌群的特點(diǎn)，結(jié)果顯示觀察組較對(duì)照組菌群比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，推測(cè)老年高危非瓣膜性房顫患者腸道菌群較健康老年群體發(fā)生了改變。本研究也發(fā)現(xiàn)房顫患者直腸真桿菌與永久性房顫有一定的相關(guān)性，這些都將為進(jìn)一步研究房顫發(fā)病機(jī)制提供新思路。

CHA2DS2-VASc評(píng)分包括心力衰竭、高血壓、年齡、糖尿病、血管性疾病、性別、腦卒中等，是評(píng)估房顫患者血栓風(fēng)險(xiǎn)的有效手段。老年房顫患者往往合并了多種基礎(chǔ)疾病，是臨床醫(yī)生治療的一大難題。研究表明腸道菌群與高血壓、心力衰竭、冠心病、糖尿病、腦梗死、年齡等均相關(guān)。

腸道菌群與高血壓關(guān)系的研究較多。在高血壓動(dòng)物模型研究中顯示，菌群多樣性和豐度降低，類桿菌的比率增加，產(chǎn)乙酸、丁酸的細(xì)菌減少，表明腸道菌群的豐度與血壓上升有一定關(guān)系[10]。本研究也發(fā)現(xiàn)高血壓與觀察組的類桿菌有相關(guān)性，與既往的研究一致。Yang等[11]、Khalesi等[12]分別在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，給予益生菌調(diào)整腸道菌群后，宿主的血壓下降。其機(jī)制可能是腸道菌群產(chǎn)生和降解的乙酸、丙酸和丁酸這些短鏈脂肪酸能夠擴(kuò)張血管，而醋酸鹽與低氧血癥、血管擴(kuò)張、心輸出量增加顯著相關(guān)[13]?？梢娔c道菌群與高血壓關(guān)系密切，調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)、服用益生菌或許可以降低患者的血壓水平。

腸道菌群與CHA2DS2-VASc的其他幾個(gè)評(píng)分點(diǎn)同樣相關(guān)。慢性心力衰竭患者的腸道通透性可發(fā)生改變，改變的分子水平代謝和營(yíng)養(yǎng)吸收影響全身新陳代謝和炎癥反應(yīng)[14-15]，右心房壓力和CRP水平與腸道通透性呈正相關(guān)，而慢性心力衰竭患者體內(nèi)的志賀菌、沙門菌、空腸彎曲菌等致病菌數(shù)量明顯增加，顯示菌群的移位加重了慢性心力衰竭[16]。Cui等[17]對(duì)健康志愿者和冠心病患者的腸道菌群分析發(fā)現(xiàn)兩者存在差異，冠心病組較健康組類桿菌比例低，厚壁菌比例高；Jie等[18]對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化患者和健康對(duì)照者糞便研究發(fā)現(xiàn)，觀察組鏈球菌和腸桿菌的豐度增加，這些菌有利于幾種重要的心血管因子的運(yùn)輸。糖尿病和肥胖以胰島素抵抗和低水平炎癥反應(yīng)為特征，而腸道菌群與宿主間存在著調(diào)節(jié)能量平衡和炎癥反應(yīng)方面的關(guān)系[19]，研究發(fā)現(xiàn)腸道菌群通過多種機(jī)制參與糖尿病、胰島素抵抗的發(fā)生[20]。Benakis等[21]通過使用抗生素2周誘使小鼠腸道菌群失調(diào)，可減輕急性腦損傷，其機(jī)制可能是調(diào)節(jié)性T細(xì)胞增加，分泌出的白細(xì)胞介素-17的T細(xì)胞變少，Treg通過下調(diào)缺血性腦組織的炎性反應(yīng)起到對(duì)腦的保護(hù)；腦卒中后，腸道菌群可向胃腸道外周圍組織器官移位，導(dǎo)致細(xì)菌感染，影響腦卒中的損害程度及轉(zhuǎn)歸[22]。隨著人體衰老，腸道中糖分解的細(xì)菌減少和蛋白水解的細(xì)菌增加，雙歧桿菌、類桿菌和腸桿菌的水平降低，梭菌增加；腸道微生物的年齡相關(guān)變化是疾病狀態(tài)中非常重要的因素，衰老通過調(diào)節(jié)腸道微生物群的組成來(lái)影響宿主的健康狀況。

總之，CHA2DS2-VASc評(píng)分相關(guān)因素復(fù)雜而且均與患者的腸道菌群密切相關(guān)，符合老年房顫的疾病特點(diǎn)。本研究發(fā)現(xiàn)除奇異菌外其他菌群與評(píng)分有一致性趨勢(shì)，乳酸菌、腸桿菌隨著評(píng)分增加菌群數(shù)量也增加，普拉梭菌、腸球菌、類桿菌、雙歧桿菌、柔嫩梭菌、酪酸梭菌、直腸真桿菌隨著評(píng)分增加菌群數(shù)量降低；同時(shí)發(fā)現(xiàn)普拉梭菌、類桿菌、柔嫩梭菌數(shù)量在CHA2DS2-VASc評(píng)分高危房顫患者的低中高段亞組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明CHA2DS2-VASc評(píng)分與菌群變化密切相關(guān)，與傳統(tǒng)的單個(gè)指標(biāo)或者相關(guān)因素比較，CHA2DS2-VASc評(píng)分有可能作為研究房顫患者菌群變化的一個(gè)獨(dú)立全面的新指標(biāo)。

本研究提示，老年高危非瓣膜性房顫患者腸道菌群與對(duì)照組比較有其自身特點(diǎn)，差異可能與CHA2DS2-VASc評(píng)分分值高低、高血壓、永久性房顫存在相關(guān)性。研究還發(fā)現(xiàn)菌群數(shù)量和CHA2DS2-VASc評(píng)分有一致性趨勢(shì)，同時(shí)普拉梭菌、類桿菌、柔嫩梭菌數(shù)量在評(píng)分低中高段亞組間有明顯的差異，說明CHA2DS2-VASc評(píng)分與菌群變化相關(guān)，有可能作為房顫患者菌群變化的一個(gè)指標(biāo)，但本研究樣本量少、老年患者疾病多相互影響關(guān)系復(fù)雜，故相關(guān)結(jié)論仍需加大樣本量進(jìn)一步研究證實(shí)。