血漿氧化三甲胺與冠心病的相關(guān)性及對(duì)冠心病患者預(yù)后的影響

劉艷琪, 鄭冠群, 陳志賢, 金驍琦, 盛曉東, 王志強(qiáng)

(江蘇省常熟市第二人民醫(yī)院 心血管內(nèi)科, 江蘇 常熟, 215500)

冠心病(CHD)因動(dòng)脈粥樣硬化病變，導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈狹窄、閉塞或功能性改變，進(jìn)而影響冠狀動(dòng)脈內(nèi)血流供應(yīng)，造成心肌缺血、缺氧。CHD作為嚴(yán)重危害人類健康的慢性疾病之一，給個(gè)人、家庭和社會(huì)均帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)[1]。血運(yùn)重建[2]、術(shù)后常規(guī)的抗血小板治療[3]均未能在真正意義上有效控制CHD患者的病死率。氧化三甲胺(TMAO)為動(dòng)脈粥樣硬化的一種主要影響因素。血漿TMAO水平升高與心血管事件風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)[4]。TMAO是膽堿族磷脂酰膽堿的一種腸道菌群依賴性代謝物，其相關(guān)原理為膽堿及其代謝物(如甜菜堿)的有效成分是三甲基甘氨酸，具有甲基供體作用[5-6]。腸道菌群將宿主攝入的膽堿轉(zhuǎn)化為三甲胺(TMA), TMA在肝臟被轉(zhuǎn)化為TMAO，釋放入血, TMAO進(jìn)一步影響膽固醇代謝、食物膽堿或TMAO的補(bǔ)充劑，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞表面清道夫受體(CD36和SR-A1)表達(dá)增加，促使泡沫細(xì)胞的形成，從加速動(dòng)脈粥樣硬化的形成[7]。本研究探討了TMAO與CHD的相關(guān)性以及對(duì)CHD患者預(yù)后的影響，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年 5 月—2020 年12月江蘇省常熟市第二人民醫(yī)院心內(nèi)科住院接受冠狀動(dòng)脈調(diào)查的患者324例，根據(jù)冠狀動(dòng)脈影像學(xué)結(jié)果(是否確診CHD)分為對(duì)照組124例、CHD組200例(其中慢性穩(wěn)定性勞力型心絞痛患者116例，缺血性心肌病患者48例，急性冠狀動(dòng)脈綜合征之后穩(wěn)定的病程階段患者 36例)。 根據(jù)所測(cè)的TMAO數(shù)值中位數(shù)3.14 μmol/L將CHD組分為A組(低TMAO CHD組)與B組(高TMAO CHD組)。

納入標(biāo)準(zhǔn): CHD診斷符合《2018年穩(wěn)定性冠心病診斷與治療指南》[8], 包括慢性穩(wěn)定性勞力型心絞痛、缺血性心肌病和急性冠狀動(dòng)脈綜合征之后穩(wěn)定的病程階段，即指冠狀動(dòng)脈造影顯示1支或1支以上主要冠狀動(dòng)脈(指左冠狀動(dòng)脈主干、前降支、回旋支、右冠狀動(dòng)脈)管腔面積縮小≥51%者; 所有接受PCI的患者均符合《2016年中國(guó)經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療指南 》[9]。排除標(biāo)準(zhǔn): 嚴(yán)重感染、腫瘤、外傷、結(jié)締組織病及急性腎功能不全者。所有患者采血前均口服了冠心病二級(jí)預(yù)防藥物(包括抗血小板藥物及降脂藥物)。本研究項(xiàng)目獲本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，且所有患者均簽署知情同意書。

1.2 基本資料和預(yù)后情況

記錄患者的基本信息，包括年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)及高血壓、糖尿病、高脂血癥病史和收縮壓、心率、生化(白蛋白、尿酸、肌酐)、腦鈉肽(BNP)、TMAO、左心房?jī)?nèi)徑(LAD)、左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、冠狀動(dòng)脈情況(部位、數(shù)量)、手術(shù)方式(支架數(shù)量)。隨訪1年內(nèi)心血管不良事件(因心絞痛、心肌梗死、心衰、惡性心律失常再住院率、再次急性心肌梗死、非計(jì)劃內(nèi)再次血運(yùn)重建、死亡)的發(fā)生情況。

1.3 血漿TMAO測(cè)定

所有患者入院后均采集空腹靜脈血，使用含有乙二胺四乙酸的Vacutainer管，采集經(jīng)橈動(dòng)脈入徑采集的肝素化前血液樣品，然后立即離心，并在-80 ℃冰箱儲(chǔ)存。使用同位素稀釋-高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)量血漿TMAO水平。

1.4 冠狀動(dòng)脈病變測(cè)定

其中有44例復(fù)雜冠狀動(dòng)脈病變?cè)煊靶g(shù)中，借助了美國(guó)Boston公司的iLab IVUS系統(tǒng)進(jìn)行檢查，將IVUS導(dǎo)管通過冠狀動(dòng)脈導(dǎo)絲置入靶血管遠(yuǎn)端，然后緩慢回撤超聲導(dǎo)管，觀察冠狀動(dòng)脈全程的二維切面圖像，并通過計(jì)算軟件計(jì)算管腔面積狹窄。

1.5 Gensini評(píng)分

采用Gensini評(píng)分對(duì)患者的冠狀動(dòng)脈病變程度進(jìn)行評(píng)定: ① 根據(jù)狹窄程度計(jì)分, <25%計(jì)為1分, 25%～<50%計(jì)為2分, 50%～<75%計(jì)為4分, 75%～<91%計(jì)為8分, 91%～<100%計(jì)為16分, 100%計(jì)為32分。 ② 根據(jù)分支病變確定系數(shù)，左主干×5, 左前降支近段×2.5, 左前降支中段×1.5, 左前降支遠(yuǎn)段×1; 第一對(duì)角支、第二對(duì)角支、左回旋支各段、后側(cè)支、右冠狀動(dòng)脈各段均×1。 ③ 多支病變各部位評(píng)分之和為總評(píng)分。根據(jù)Gensini評(píng)分對(duì)冠狀動(dòng)脈病變程度進(jìn)行分級(jí), Gensini評(píng)分<41分為低分, Gensini評(píng)分41～64分為中分, Gensini評(píng)分>64分為高分。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié) 果

2.1 2組患者一般資料比較

2組年齡、性別、吸煙占比比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。CHD組BMI及合并高血壓病、合并糖尿病、合并高脂血癥例數(shù)和TMAO水平高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05), 見表1。

2.2 CHD影響因素的Logistic回歸分析

以CHD為因變量，以年齡、性別、BMI、合并高血壓等為自變量行Logistic回歸分析。結(jié)果顯示，高BMI、合并高血壓、高脂血癥、高TMAO水平均是CHD的危險(xiǎn)因素(OR>1,P<0.05), 見表2。

表1 2組患者基線資料比較

表2 CHD相關(guān)因素Logistic回歸分析

2.3 CHD患者一般資料比較

B組患者的高血壓、高脂血癥、吸煙人數(shù)均多于A組。2組患者在性別、年齡、高血壓、高脂血癥、糖尿病、吸煙史、生化、心功能等資料方面比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。2組BMI比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

2.4 TMAO影響因素的Logistic分析

以TMAO高低作為因變量，以年齡、BMI等作為自變量行二元回歸分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn), BMI高是TMAO升高的危險(xiǎn)因素, BMI每增加1, TMAO升高風(fēng)險(xiǎn)增加48.2%(P=0.01), 見表4。

表3 CHD患者基線資料比較

表4 患者血清TMAO水平相關(guān)因素Logistic回歸分析

2.5 術(shù)中資料

2.5.1 一般資料: 所有患者在排除禁忌證后，在局麻下橈動(dòng)脈或肱動(dòng)脈路徑行冠狀動(dòng)脈造影手術(shù)，介入術(shù)者均具有冠狀動(dòng)脈介入資質(zhì)，復(fù)雜病變者協(xié)助IVUS測(cè)量管腔狹窄，植入支架后協(xié)助IVUS檢驗(yàn)支架貼壁情況。A組患者術(shù)中均未發(fā)生嚴(yán)重并發(fā)癥, B組患者中有1例術(shù)中出現(xiàn)心跳驟停，予胸外按壓5 s后恢復(fù)正常心律。計(jì)劃內(nèi)再次手術(shù)包括了僅經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)成形術(shù)(PTCA)擴(kuò)張病變后，復(fù)查冠狀動(dòng)脈造影，或擇期處理其他罪犯血管等，不包括復(fù)查罪犯血管及支架貼壁不良等技術(shù)原因復(fù)查造影。B組多支病變患者多于A組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。2組在冠狀動(dòng)脈病變部位、平均支架植入數(shù)量、計(jì)劃再次手術(shù)例數(shù)方面比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。A組患者Gensini評(píng)分低于B組患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05), 見表5。

表5 CHD患者術(shù)中資料比較

2.5.2 TMAO水平與Gensini評(píng)分的相關(guān)性: Pearson法分析提示，患者血清TMAO水平與Gensini評(píng)分呈正相關(guān)(r=0.449,P<0.001), 見圖1。

圖1 患者血清TMAO水平與Gensini評(píng)分的相關(guān)性

2.5.3 TMAO與冠狀動(dòng)脈病變支數(shù)相關(guān)性: 將患者分為單支冠狀動(dòng)脈病變組(n=78)和多支冠狀動(dòng)脈病變組(2支,n=122), 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，冠狀動(dòng)脈多支病變患者TMAO水平[3.31 μmol/L(IQR: 2.755～3.800)]高于單支病變患者[2.92 μmol/L(IQR: 2.285～3.325)], 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見圖2。

圖2 不同支術(shù)冠狀動(dòng)脈病變患者血漿TMAO濃度比較

2.6 1年內(nèi)心血管不良事件發(fā)生情況

A組中有1例因心衰合并重癥感染死亡，再發(fā)心肌梗死1例。B組共發(fā)生11例非計(jì)劃內(nèi)再次血運(yùn)重建，其中3例因病變嚴(yán)重行外科冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù), 1例術(shù)中發(fā)現(xiàn)室壁瘤破裂死亡。B組共出現(xiàn)了3例支架內(nèi)再狹窄，支架植入時(shí)均復(fù)查IVUS, 提示支架貼壁良好，術(shù)后患者均規(guī)范服藥，低密度脂蛋白有效控制。見表6。

2.7 生存分析

以心血管不良事件作為終點(diǎn)事件，采用Log-rank檢驗(yàn)，結(jié)果顯示A組心血管不良事件發(fā)生例數(shù)(12例)低于B組(28例)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.005)。Kaplan-Meier曲線分析顯示，與A組患者相比，B組患者隨觀察時(shí)間延長(zhǎng)，生存率顯著下降，提示不良事件發(fā)生率高; 與A組患者相比, B組患者隨觀察時(shí)間的延長(zhǎng)，死亡風(fēng)險(xiǎn)顯著升高，提示B組不良事件發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)高。見圖3、圖4。

表6 CHD患者隨訪一年內(nèi)心血管不良事件

3 討 論

腸道菌群被稱為人類后天獲得的第二基因庫(kù)，與心血管疾病的發(fā)生發(fā)展緊密相關(guān)[10]。腸道菌群將宿主攝入的膽堿轉(zhuǎn)化為三甲胺，三甲胺在肝臟被轉(zhuǎn)化為TMAO, 入血可通過上調(diào)參與巨噬細(xì)胞表面清道夫受體的表達(dá)水平、抑制膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)等過程參與一系列反應(yīng)。此外，研究[11]證明TMAO可通過促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存的Ca2+釋放，增強(qiáng)血小板對(duì)多種激動(dòng)劑的反應(yīng)性，進(jìn)而導(dǎo)致血小板高反應(yīng)性。本研究結(jié)果表明，TMAO水平是引起CHD, 且影響冠狀動(dòng)脈病變程度的因素之一，同時(shí)可以進(jìn)一步影響CHD患者預(yù)后。

本研究中, CHD 組BMI、合并高血壓病、糖尿病、高脂血癥，吸煙占比、TMAO水平高于健康對(duì)照組，并且Logistic回歸結(jié)果顯TMAO水平可以導(dǎo)致CHD。動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)[12-13]證實(shí)了TMAO可以促進(jìn)粥樣硬化。CHDA組和B組患者的基線資料無(wú)明顯差異，但2組BMI差異顯著, BMI是TMAO升高的危險(xiǎn)因素。這可能是因?yàn)榉逝秩巳撼３０殡S不規(guī)范的飲食習(xí)慣, TMAO為腸道細(xì)菌消化膽堿、肉堿等豐富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生。有學(xué)者[14]對(duì)肥胖人群進(jìn)行8周素食飲食后，其血漿TMAO下降40%。一項(xiàng)Meta分析[15]結(jié)果發(fā)現(xiàn), TMAO濃度與BMI的增加之間呈劑量效應(yīng)性關(guān)聯(lián)。TMAO導(dǎo)致肥胖的代謝途徑可能與黃素單加氧酶(FMO3)有關(guān)，其可以活化TMAO, 敲擊了FMO3基因的小鼠食用高脂肪、高熱量的飲食均未肥胖[16]。

本研究采用Gensini評(píng)分評(píng)價(jià)患者的冠狀動(dòng)脈病變，發(fā)現(xiàn)低水平TMAO組患者Gensini評(píng)分低于高水平TAMO組患者。Gensini評(píng)分可以客觀反映冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的嚴(yán)重程度，且和血清總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇具有相關(guān)性[17], 但在該研究中校正了2組的血脂水平，通過Pearson法得出Gensini評(píng)分與TMAO水平具有相關(guān)性。這可能因?yàn)門MAO除了可以抑制巨噬細(xì)胞膽固醇逆轉(zhuǎn)外，還可以另外通過增強(qiáng)半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶-1(caspase-1)的活性，誘導(dǎo)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞及載脂蛋白E基因敲除(Apo E-/-)出現(xiàn)炎癥，從而導(dǎo)致粥樣硬化[18]。另一項(xiàng)研究[19]分析得出，TMAO水平與冠狀動(dòng)脈病變程度獨(dú)立相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，冠狀動(dòng)脈多支病變患者TMAO水平高于單支病變患者。這一結(jié)果與相關(guān)研究[20]結(jié)果一致。目前，研究[6, 21]表明血漿TMAO水平增加可以作為CHD診斷的標(biāo)志物。

由于時(shí)間限制，本研究只隨訪了1年心血管不良事件，結(jié)果顯示B組不良事件的發(fā)生率高于A組, Log-rank檢驗(yàn)及Kaplan-Meier生存曲線提示TMAO高水平患者與TMAO低水平患者相比，心血管不良事件發(fā)生率升高，相對(duì)生存率逐漸下降。一項(xiàng)Meta分析[22]顯示，血漿TMAO濃度升高可使CHD患者發(fā)生主要不良心血管事件的風(fēng)險(xiǎn)增加58%。張亞男等[23]發(fā)現(xiàn)，血漿TMAO水平每升高1.0 μmol/L, 主要不良心血管事件風(fēng)險(xiǎn)增加10.2%。同時(shí)LI X S等[24]發(fā)現(xiàn)，急性胸痛患者的高血漿TMAO水平是30 d及7年死亡的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。本研究結(jié)果與上述研究結(jié)果相符，猜測(cè)可能原因?yàn)門MAO除可以促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化之外，還可以直接激活心房自主神經(jīng)節(jié)神經(jīng)叢觸發(fā)房性心律失常[25]。研究[26-27]證明，在心力衰竭患者中，血漿TMAO水平明顯升高。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[28]中, TAMO喂養(yǎng)的小鼠出現(xiàn)了嚴(yán)重的心力衰竭。因此，推薦血漿TMAO水平作為不良心血管事件風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，可有利于臨床醫(yī)生進(jìn)行早期干預(yù)。

TMAO濃度與動(dòng)物蛋白、飽和脂肪、魚、雞肉和紅肉的攝入量呈正相關(guān)，與植物蛋白和堅(jiān)果的攝入量呈負(fù)相關(guān)[29]。由于飲食習(xí)慣可以影響TMAO水平, TMAO有望成為CHD一級(jí)預(yù)防以及改善患者預(yù)后的新靶點(diǎn)。本研究仍存在一定局限性: 首先, TMAO生成與飲食相關(guān)，本研究中的患者并未嚴(yán)格統(tǒng)一飲食; 其次，本研究是一項(xiàng)橫斷面研究，難以確定TMAO 水平與CHD動(dòng)脈粥樣硬化程度之間的因果關(guān)系，還需進(jìn)一步探討研究。