血漿生酮氨基酸水平與非瓣膜性心房顫動(dòng)的相關(guān)性分析

趙云飛 楊東輝

116027 大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院心內(nèi)科

心房顫動(dòng)(簡(jiǎn)稱(chēng)“房顫”)是成人常見(jiàn)的心律失常類(lèi)型，具有高致殘率的特點(diǎn)[1]。房顫時(shí)由于能量需求增加會(huì)導(dǎo)致心肌代謝紊亂[2-4]。而代謝紊亂可能會(huì)成為心房電重構(gòu)和結(jié)構(gòu)重構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力[5]。因此，探究房顫患者的代謝改變可進(jìn)一步了解房顫發(fā)生機(jī)制，并為臨床診斷和治療房顫提供更多的參考。酮體包括乙酰乙酸、β-羥基丁酸和丙酮，人體內(nèi)生成酮體的氨基酸主要包括亮氨酸、賴(lài)氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸和蘇氨酸。房顫時(shí)由于代謝的改變心房肌細(xì)胞會(huì)增加酮體以及某些生酮氨基酸的利用等[6]；最近有研究報(bào)道房顫患者右心耳標(biāo)本生酮氨基酸水平增加[7]，但目前對(duì)血漿中生酮氨基酸水平相關(guān)研究較少。本研究旨在分析非瓣膜性房顫患者血漿生酮氨基酸水平的變化情況，探討其能否為臨床診斷或治療房顫提供一定的參考依據(jù)。

1 對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象

回顧性納入2019年9月至2021年9月在大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院住院的患者共202例，其中非瓣膜性房顫患者97例(包括陣發(fā)性房顫54例、持續(xù)性房顫43例)，非房顫(竇性心律)患者105例。房顫組納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)房顫均由24 h動(dòng)態(tài)心電圖或既往房顫發(fā)作心電圖診斷；根據(jù)《2020ESC/EACTS心房顫動(dòng)診斷與管理指南》[8]將房顫分為陣發(fā)性房顫與持續(xù)性房顫；(2)18歲≤年齡≤80歲；(3)入院前1個(gè)月未補(bǔ)充外源性氨基酸，入院后檢測(cè)血漿總蛋白水平在正常范圍內(nèi)。竇性心律組納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)入院后24 h動(dòng)態(tài)心電圖提示竇性心律，其他同房顫組納入標(biāo)準(zhǔn)(2)和(3)。兩組排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)病例資料不完全；(2)急慢性感染；(3)進(jìn)食困難或不能正常進(jìn)食；(4)伴有嚴(yán)重心功能不全；(5)妊娠期；(6)肝腎功能不全；(7)自身免疫?。?8)甲狀腺功能減退或亢進(jìn)；(9)糖尿??；(10)活動(dòng)性肝炎、結(jié)核等傳染?。?11)嚴(yán)重瓣膜狹窄或關(guān)閉不全；(12)病態(tài)竇房結(jié)綜合征；(13)風(fēng)濕性心臟瓣膜??；(14)服用激素藥物。本研究符合醫(yī)學(xué)倫理學(xué)要求，所有患者均知情同意。

1.2 資料收集

1.2.1 一般資料收集 記錄性別、年齡，吸煙史、飲酒史，高血壓史、冠心病史、缺血性腦卒中史及左心房?jī)?nèi)徑，入院后24 h平均收縮壓和舒張壓以及體質(zhì)指數(shù)。

1.2.2 血生化指標(biāo)和氨基酸水平檢測(cè) 所有入選患者禁食≥10 h后，清晨抽取血樣，進(jìn)行血生化指標(biāo)包括高密度脂蛋白膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、總膽固醇、三酰甘油和血漿氨基酸水平檢測(cè)。醫(yī)院檢驗(yàn)科采用液相色譜-質(zhì)譜法靶向代謝組譜分析檢測(cè)血漿氨基酸水平，過(guò)程如下：(1)樣本前處理：①工作曲線(xiàn)配制：取校準(zhǔn)品工作液A-F 5 μL，依次加入空白基質(zhì)溶液BM 45 μL，加入10 μL試劑N1→渦旋混勻→加入50 μL試劑H2，渦旋混勻20 s→30℃反應(yīng)20 min→加入200 μL試劑D3→渦旋混勻3 min，→4℃，14 000 rpm，離心5 min→取上清液待進(jìn)樣；②生物樣品配制：取樣品吸50 μL，依次加入10 μL試劑N1→渦旋混勻→加入50 μL試劑H2，渦旋混勻20 s→30℃反應(yīng)20 min→加入200 μL試劑D3→渦旋混勻3 min，→4℃，14 000 rpm，離心5 min→取上清液待進(jìn)樣。(2)運(yùn)用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行分析。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 基本臨床資料

房顫組和竇性心律組的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和基線(xiàn)特征見(jiàn)表1。房顫組年齡、左心房?jī)?nèi)徑和體質(zhì)指數(shù)均高于竇性心律組(均為P<0.01)，高密度脂蛋白膽固醇低于竇性心律組(P=0.001)。進(jìn)一步比較陣發(fā)性房顫和持續(xù)性房顫患者的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和基線(xiàn)特征見(jiàn)表2，發(fā)現(xiàn)持續(xù)性房顫患者的左心房?jī)?nèi)徑高于陣發(fā)性房顫患者(P=0.000)。

表1 房顫組與竇性心律組的基本臨床資料比較

表2 陣發(fā)性與持續(xù)性房顫組的基本臨床資料比較

2.2 氨基酸水平差異性分析

房顫組的血漿丙氨酸、精氨酸和酪氨酸水平均高于竇性心律組(P<0.01)，見(jiàn)表3。而陣發(fā)性房顫組和持續(xù)性房顫組血漿氨基酸水平比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P>0.05)。

表3 房顫組與竇性心律組的血漿氨基酸

2.3 多因素logistic回歸分析

以房顫為因變量，以年齡、體質(zhì)指數(shù)、高密度脂蛋白膽固醇、左房?jī)?nèi)徑以及有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的氨基酸為自變量，經(jīng)過(guò)二元logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)，年齡、左心房?jī)?nèi)徑、丙氨酸、天冬酰胺、賴(lài)氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸是發(fā)生房顫的獨(dú)立相關(guān)因素(均為P<0.05)，其中賴(lài)氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸均為生酮氨基酸(表4)。

表4 房顫發(fā)生的多因素logistic回歸分析

2.4 生酮氨基酸對(duì)房顫診斷價(jià)值的ROC曲線(xiàn)分析

賴(lài)氨酸對(duì)預(yù)測(cè)房顫發(fā)生AUC為0.733(95%CI：0.664～0.803，P<0.01)，敏感度為72.2%，特異度為65.7%，最佳臨界值為160.09 μmol/L；苯丙氨酸AUC為0.864(95%CI：0.812～0.916，P<0.01)，敏感度為82.5%，特異度為81.0%，最佳臨界值為41.20 μmol/L；色氨酸AUC為0.872(95%CI：0.823～0.921，P<0.01)，敏感度為84.5%，特異度為78.1%，最佳臨界值為48.64 μmol/L；酪氨酸AUC為0.842(95%CI：0.786～0.898，P<0.01)，敏感度為89.7%，特異度為72.4%，最佳臨界值為42.14 μmol/L(圖1)。

圖1 生酮氨基酸預(yù)測(cè)房顫發(fā)生的ROC曲線(xiàn)

3 討論

目前，多項(xiàng)研究表明房顫時(shí)心肌能量代謝發(fā)生了變化[3， 9-10]，有文獻(xiàn)提出房顫患者心房線(xiàn)粒體的功能出現(xiàn)異常[11]，也有研究表明代謝性疾病與房顫發(fā)生有關(guān)[12-13]。房顫時(shí)心肌能量需求會(huì)引起代謝通路的變化。酮體可能是房顫的重要燃料[7]，β-羥基丁酸分解為乙酰輔酶A可抑制丙酮酸脫氫酶復(fù)合體功能，從而在心肌中發(fā)揮節(jié)糖作用。使丙酮酸脫氫酶復(fù)合體失活的丙酮酸脫氫酶激酶1在房顫中會(huì)上調(diào)，而逆轉(zhuǎn)這種抑制功能的丙酮酸脫氫酶磷酸酶在房顫中會(huì)下調(diào)[14]。因此，在房顫時(shí)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體功能受到抑制，心肌中葡萄糖6-磷酸水平會(huì)升高使葡萄糖轉(zhuǎn)向糖原合成，酮體及生酮氨基酸由于生理性作用生成可能會(huì)增加。本研究以此為基礎(chǔ)對(duì)房顫患者血漿氨基酸代謝譜進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)生酮氨基酸包括賴(lài)氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸的水平升高。

Mayr等[7]通過(guò)采集非風(fēng)濕性瓣膜房顫患者和竇性心律者的右心耳組織標(biāo)本，用代謝組學(xué)方法分析其氨基酸水平變化，發(fā)現(xiàn)房顫患者酮體β-羥丁酸(P=0.006)濃度升高，生酮氨基酸酪氨酸(P=0.002)水平增加。而本研究采用相同方法對(duì)房顫患者血漿氨基酸水平進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)房顫患者的酪氨酸水平也同樣升高。同樣，She等[15]收集23例房顫患者和37例竇性心律者血漿標(biāo)本，經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)兩組間L-賴(lài)氨酸(P<0.01)、L-纈氨酸(P<0.05)、L-蘇氨酸(P<0.001)、L-蛋氨酸(P<0.05)、L-異亮氨酸(P<0.001)、甘氨酸(P<0.05)、L-亮氨酸(P<0.01)水平差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，房顫組的生酮氨基酸水平(亮氨酸、賴(lài)氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、蘇氨酸)均高于竇性心律組(均為P<0.01)。經(jīng)多因素分析后發(fā)現(xiàn)，生酮氨基酸賴(lài)氨酸(P=0.001)、苯丙氨酸(P=0.000)、色氨酸(P=0.000)和酪氨酸(P=0.048)是發(fā)生房顫的獨(dú)立相關(guān)因素。Rusnak等[16]對(duì)接受介入性左心耳封堵術(shù)患者進(jìn)行了研究，介入治療前(T0)和6個(gè)月后(T1，中期隨訪(fǎng))采集外周血樣進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)44例非瓣膜性房顫患者在中期隨訪(fǎng)時(shí)，血漿生酮氨基酸中苯丙氨酸(8.2%，P=0.006)、色氨酸(20.3%，P=0.0006)和酪氨酸(20.2%，P=0.0001)發(fā)生了變化。但Ko等[17]對(duì)2 458例非房顫患者隨訪(fǎng)10年，共156例(6.3%)參與者發(fā)生房顫事件，通過(guò)采集其血漿標(biāo)本，用液相色譜-質(zhì)譜法測(cè)定氨基酸、脂類(lèi)等血漿代謝物，卻發(fā)現(xiàn)氨基酸與房顫無(wú)明顯相關(guān)。

房顫時(shí)心房肌細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)糖原堆積現(xiàn)象[18-20]，由于房顫時(shí)酮體水平升高，它能抑制丙酮酸脫氫酶復(fù)合體功能使葡萄糖轉(zhuǎn)向糖原合成[7]。而本研究發(fā)現(xiàn)房顫患者生酮氨基酸水平升高，也間接性支持房顫時(shí)酮體水平增加的觀點(diǎn)；所以，酮體水平升高可能是心房肌糖原堆積的原因之一。Embi等[21]對(duì)山羊心耳進(jìn)行糖原濃度測(cè)量，發(fā)現(xiàn)糖原含量在左右心房分布不均，提出此現(xiàn)象可阻礙細(xì)胞傳導(dǎo)使左心房更易發(fā)生折返性房顫。因此，房顫時(shí)糖原增加可能會(huì)破壞心房肌細(xì)胞的穩(wěn)定性[21]；也有研究報(bào)道心房重構(gòu)特征之一是細(xì)胞內(nèi)糖原積累[18]。所以，房顫時(shí)心房肌內(nèi)糖原升高，可能會(huì)影響左心房?jī)?nèi)傳導(dǎo)系統(tǒng)以及參與心房重構(gòu)，它也可能是“房顫導(dǎo)致房顫”的原因之一。

綜上，代謝紊亂在房顫發(fā)生發(fā)展中具有重要作用，它可能會(huì)成為房顫的重要研究方向之一。本研究發(fā)現(xiàn)房顫患者血漿部分生酮氨基酸水平發(fā)生變化，這些氨基酸可能會(huì)成為診斷房顫的循環(huán)生物標(biāo)志物。盡管本研究從多方面分析血漿氨基酸水平，但仍存在局限性：首先，盡管有嚴(yán)格納入及排除標(biāo)準(zhǔn)，但亦不排除潛在因素對(duì)血漿氨基酸水平的影響；第二，本研究?jī)H對(duì)血漿氨基酸進(jìn)行分析，若同時(shí)對(duì)血漿酮體進(jìn)行分析，將更加全面地闡述生酮氨基酸與房顫的關(guān)系；最后，本研究?jī)H得出部分生酮氨基酸與房顫相關(guān)，可能是由于樣本量選取較少，需要大樣本量研究進(jìn)一步探討。

利益沖突：無(wú)