腸道菌群代謝物TMAO對糖尿病冠狀動脈鈣化的預測價值

景樂樂， 王中群， 胡惠林

(1.嘉興市第一醫(yī)院心內科，浙江省嘉興市 314000；2.江蘇大學附屬醫(yī)院心內科，江蘇省鎮(zhèn)江市 212000)

糖尿病引起一系列代謝紊亂，導致血管病變、神經病變、糖尿病足等各種并發(fā)癥[1]。其中，冠狀動脈鈣化是糖尿病晚期重要的并發(fā)癥之一，與急性冠狀動脈綜合征[2]、慢性心衰[3]等心血管事件密切相關。腸道菌群是一種復雜的微生態(tài)系統(tǒng)，是維持機體正常運作的必要條件。氧化三甲胺(Trimethylamine-N-Oxide，TMAO)是腸道菌群代謝物之一。研究表明，較高的血漿TMAO水平與2型糖尿病發(fā)病率增加有關[4]。最近的研究證實，TMAO通過激活NLRP3炎性小體和核轉錄因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)信號促進慢性腎臟病(chronic kidney disease,CKD)大鼠血管鈣化[5]。本文探討TMAO對糖尿病冠狀動脈鈣化的預測價值，為糖尿病心血管并發(fā)癥的靶向防治提供新思路。

1 資料和方法

1.1 研究對象

選取2020年6月—2021年6月在嘉興市第一醫(yī)院行冠狀動脈計算機體層攝影血管造影(computed tomography angiography，CTA)的2型糖尿病患者共45例。根據(jù)Agatston鈣化積分評分將其分為無鈣化組(鈣化積分<10分)12例，輕度鈣化組(鈣化積分10～40分)11例，中度鈣化組(鈣化積分40～400分)10例，重度鈣化組(鈣化積分≥400分)12例。所有患者簽署知情同意書，方案經本院倫理委員會批準。

1.2 病例選擇標準

納入標準：①年齡35～85歲；②根據(jù)WHO(1999年)糖尿病診斷標準確診為2型糖尿??；③同意行冠狀動脈CTA檢查；④同意參加本研究且能獨立簽署知情同意書。排除標準：①嚴重肝、腎功能不全；②有胃切除術史或腸切除術史；③既往有惡性腫瘤病史；④無法進食者；⑤臨床資料不完整；⑥各種原因導致無法獨立表達意愿的患者；⑦1個月內服用過或正在服用抗生素者。

1.3 冠狀動脈CTA檢查

患者排除禁忌證后，選擇右側肘靜脈留置針，采取仰臥位，前臂舉頭上，體軸中心線左偏，使心臟位于掃描區(qū)中心，注射造影劑后完成掃描，并進行圖像后處理(圖像質量控制和三維重建)。

1.4 臨床資料的收集及指標檢測

收集患者年齡、性別、吸煙史、飲酒史、高血壓病史、糖尿病病程、體質指數(shù)(body mass index，BMI)等臨床資料。所有患者空腹8 h后，采取臥位左臂正中靜脈采血5 mL，置于EDTA紫管。4 ℃ 3 000 r/min下離心10 min，移液槍吸取上清液至EP管，檢測空腹血糖(fasting plasma glucose，F(xiàn)PG)、糖化血紅蛋白(hemoglobin A1c，HbA1c)、總膽固醇(total cholesterol，TC)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)、谷丙轉氨酶(alanine aminotransferase，ALT)、血清肌酐(serum creatinine，Scr)等指標的水平。采用穩(wěn)定同位素稀釋液相色譜質譜聯(lián)用技術測定血漿TMAO濃度。

1.5 統(tǒng)計學分析

2 結 果

2.1 一般資料

各組男女性別比例、平均年齡、吸煙史、飲酒史、高血壓病史、FPG(降糖治療后)、BMI、HbA1c、TC、ALT、Scr指標比較，差異無顯著性(P>0.05)，而各組糖尿病病程、LDL水平比較，差異有顯著性(P<0.05)，提示冠狀動脈鈣化程度隨著糖尿病病程增加、LDL水平的升高而加重(表1)。

表1 各組患者的一般資料比較

2.2 各組患者冠狀動脈CTA結果及鈣化積分

每組患者隨機抽取一位，其冠狀動脈CTA的重建結果如圖1。Agatston鈣化積分結果顯示各組患者的冠狀動脈中，左主干的鈣化積分無明顯差異，而前降支、回旋支、右冠的鈣化積分以及總鈣化積分差異具有顯著性(表2)。

表2 各組患者冠狀動脈鈣化積分的比較 單位：分

圖1 各組患者冠狀動脈CTA重建圖

2.3 各組糖尿病患者血清TMAO濃度比較

重度鈣化組患者的血清TMAO濃度分別是無鈣化組、輕度鈣化組、中度鈣化組的4.8、1.5、0.9倍(圖2)。

圖2 各組患者血清TMAO濃度比較

2.4 糖尿病患者血清TMAO與冠狀動脈鈣化積分的相關性

Pearson相關分析結果顯示，血清TMAO水平與冠狀動脈總鈣化積分呈正相關(r=0.56，P<0.05；圖3)。

圖3 血清TMAO濃度與冠狀動脈總鈣化積分的相關性分析

2.5 冠狀動脈鈣化危險因素的多元線性回歸分析

以冠狀動脈鈣化積分為因變量，糖尿病病程、LDL、TMAO為自變量進行多元線性回歸分析，結果提示本研究中的觀測值具有相互獨立性。根據(jù)容差和方差膨脹因子(variance inflation factor,VIF)值可以認為3個自變量間不存在共線性。標準化系數(shù)結果顯示，TMAO對冠狀動脈鈣化的影響高于經典的危險因素LDL，但是低于糖尿病病程(表3)。

表3 冠狀動脈鈣化危險因素的多元線性回歸分析

2.6 血清TMAO對糖尿病冠狀動脈鈣化的預測價值

ROC曲線下面積為0.80(95% CI：0.698～0.905，P<0.05)。TMAO濃度為12.67 μmol/L時預測糖尿病患者冠狀動脈鈣化的敏感性為73%，特異性為97%，約登指數(shù)最大為0.70(圖4)。

圖4 ROC曲線評估糖尿病患者血清TMAO濃度對冠狀動脈鈣化的預測價值

3 討 論

糖尿病斑塊內鈣化是糖尿病患者重要的大血管并發(fā)癥，其重要驅動因素包括氧化應激、內皮功能障礙、礦物質代謝改變以及炎癥細胞及炎癥因子的產生增加[6]。晚期糖基化終末產物AGEs及其受體通過多種機制促進鈣化[7]，內皮細胞和平滑肌細胞產生的腫瘤壞死因子-α會誘導骨形態(tài)發(fā)生BMP-2的產生，進而促進成骨[8]，高血糖本身能夠通過增加檸檬酸循環(huán)中的葡萄糖氧化來增加氧化應激，上調Runx2基因表達進而促進血管鈣化[9-11]。

研究表明，正常的腸道菌群可以維持機體的代謝活動和免疫反應，而菌群類型或比例的改變可能導致人體相關疾病易感性的改變，糖尿病患者存在腸道菌群失調[12-13]。TMAO是腸道菌群的一種代謝物，它是由TMA在肝臟黃素單氧化酶的作用下氧化生成。TMAO能夠加重高脂喂養(yǎng)小鼠的糖耐量異常,高濃度TMAO能夠促進高血糖和代謝功能障礙[14]。TMAO通過影響胰島素抵抗、宿主肥胖以及激素分泌，進而促進糖尿病的發(fā)生發(fā)展[15]。NF-κB信號是經典的鈣化相關信號通路，TMAO通過激活NLRP3炎性小體和NF-κB信號促進CKD大鼠主動脈鈣化[5]。

本文結果顯示，與無鈣化組比較，其他3組患者血清TMAO濃度明顯升高，但中度鈣化組與重度鈣化組患者血清TMAO濃度差異無顯著性，這可能與本研究樣本量較少有關。而Pearson相關性分析結果顯示，血清TMAO濃度與冠狀動脈鈣化總積分呈正相關(r=0.56，P<0.05)。結果提示了TMAO在糖尿病患者冠狀動脈鈣化進展中的正向作用。受試者工作曲線顯示曲線下面積為0.80，提示血清TMAO濃度一定程度上可以預測糖尿病患者冠狀動脈鈣化的嚴重程度。

本研究結果顯示血清TMAO濃度與糖尿病患者冠狀動脈鈣化程度的相關性，并揭示了TMAO對糖尿病冠狀動脈鈣化的預測能力。但本研究仍存在一定局限性。①樣本量偏少，統(tǒng)計可能存在一定偏倚，未對TMAO和各冠狀動脈分支的鈣化程度進行相關性分析。②本研究僅為觀察性研究，TMAO影響糖尿病冠狀動脈鈣化的具體機制如何，本研究并未涉及?，F(xiàn)有研究表明TMAO衍生的全身炎癥介導成骨內皮祖細胞影響血管鈣化[16]，也有研究表明TMAO通過氧化應激和細胞凋亡途徑促進CKD患者血管鈣化[17]，推測TMAO可能通過影響包括氧化應激、炎癥等不止一種驅動因素介導糖尿病冠狀動脈鈣化。

綜上，TMAO與糖尿病患者冠狀動脈鈣化密切相關，有望成為糖尿病冠狀動脈鈣化防治的新靶點。