老年缺血性心肌病患者肠道菌群特征及其与心功能的相关性

陈传伟，杨兰增，赵会芬

（永城市疾病预防控制中心，河南 永城 476600）

缺血性心肌病（Ischemic cardiomyopathy，ICM）具有较高的发病率与死亡率, 患者常伴心功能不全,心功能不全是各类心血管疾病进展至终末阶段的表现，由诸多因素共同作用、叠加导致，是ICM患者死亡率高的主要原因之一[1,2]。可见找到可能加剧ICM 患者心功能不全的影响因素, 并给予合理干预意义重大。研究发现，个体肠道菌群在健康情况下均处于动态平衡，但若受饮食、年龄等诸多因素干扰，稍有变化都将打破原本的平衡状态，研究已证实，肠道菌群参与了糖尿病、高血压、肥胖等多种疾病进展[3-5]。因糖尿病和高血压等均是心血管疾病危险因素，故推测ICM 患者病情进展期间，肠道菌群也可能对其心功能有一定影响,但该猜测尚未被证实，相关的研究也较少[6]。心肌肌钙蛋白T（Cardiac troponin T，cTnT）是反应心肌损伤的特异性标志物,临床常将其作为心肌损伤相关疾病的早期诊断与预后评估[7,8]。本研究通过采集我院近年来收治的ICM 老年患者病历资料, 观察患者肠道菌群特征及其与心功能之间的相关性,旨在为老年缺血性心肌病患者心功能改善治疗提供新思路。报告如下。

1 资料与方法

1.1 纳入对象 回顾性分析我院2019 年1 月至2019 年12 月期间收治的116 例ICM 患者的病历资料，纳入的患者需满足下列要求：⑴纳入：①ICM满足《内科学》[9]中相关诊断标准：a、存在心肌缺血或坏死依据：既往存在心血管疾病病史，且出现心肌梗死次数≥1 次，既往接受经皮冠状动脉介入术等血管重建；存在心肌缺血客观依据：心电图检查提示心肌坏死,心脏超声检查出现室壁运动能力下降甚至消失，冠状动脉造影显示狭窄；b、心脏超声检查显示心脏增大；c、合并心功能不全临床表现或实验室检查依据：脑钠肽参数水平≥300pg/ml；d、排除因心室壁瘤、室间隔穿孔等原因造成的心脏病变。②年龄≥60 岁；③纽约心脏协会（New York Heart Society，NYHA）心功能分级＜Ⅳ级；④无不良嗜好，如饮酒等；⑤患者临床资料及实验室检查结果均完整。⑵排除：①入院1 个月内口服抗生素或益生菌；②患者既往长期口服糖皮质激素；③入院1W 内存在急性腹泻或既往合并长期慢性腹泻；④入院1W 内存在感染症状；⑤合并严重肝脏疾病、血液系统、恶病质等疾病。本研究设计思路与方法均严格遵照我院医学伦理委员会审核标准,并取得患者及家属同意。

1.2 一般资料与分组情况 本次研究最终纳入116例ICM 患者，并将其纳入缺血组，其中男性60 例，女性 56 例；年龄 60~78 岁，平均 69.23±2.45 岁。病程2~5 年，平均病程3.58±0.56 年；合并高血压75例，糖尿病35 例，高血脂42 例（每位患者可合并单种或多种合并症）。另选择同时期内体检证实排除心肌病的健康人群35 例并纳入对照组，其中男19 例，女性 16 例；年龄 60~80 岁，平均 70.12±2.35岁。2 组性别、年龄对比,均衡性良好（P＞0.05）,有可比性。

1.3 方法

1.3.1 肠道菌群对数检测方法

1.3.1.1 粪便标本采集 利用无菌容器采集受试者的新鲜粪便标本, 并在短时间内送至实验室保存在-80℃低温环境中, 所有受试者粪便标本均采集完毕后, 使用北京天根生化公司提供的DNA 检测试剂盒, 并严格遵照说明书进行粪便标本中总RNA 的提取，所有受试者样本均保存在低温下，并委托杭州谷禾信息技术公司进行16S rDNA 测序及菌群鉴定,所有操作步骤均由专业人员在严格质控下完成。

1.3.1.2 肠道菌群分析 质检通过后，采用16S rDNA 实施荧光定量PCR 技术对粪便标本菌群鉴定，用细菌拷贝数的常用对数log10/g 标明。本次主要分析菌群包括：专性厌氧菌（脆弱杆菌、球形梭菌、双歧杆菌等）、兼性厌氧菌（链球菌、大肠杆菌、葡萄球菌等）。

1.3.2 心功能 参照NYHA 关于心功能分组的相关判定标准[10]：活动自如，不受限制，一般的体力活动不会造成心悸、气短等感受为Ⅰ级；轻度受限，日常活动可引起心悸、气短等主观感受为Ⅱ级；明显受限,低于日常活动量即可引起上述不适症状为Ⅲ级；无法进行任何活动，即便是在休息状态下也可引起上述不适为Ⅳ级。

1.3.3 cTnT 检测 缺血性心肌病患者入院空腹10~12h，抽取外周静脉血5ml，对照组受试者在体检当天抽取血标本,所有标本采集完毕后送检，3000rpm离心10min,采用酶联免疫吸附法法检测cTnT,ELI SA 试剂盒及其配套试剂均由北京百奥莱博科技有限公司提供。

1.4 统计学方法 采用SPSS 23.0 统计分析软件，所有计量资料均符合正态分布, 计量资料以χ2表示,两组间比较采用独立样本t 检验，组内比较采用配对t 检验，多组间比较采用单因素方差分析，组间比较采用SNK-q 检验，采用双变量Pearson 直线检验分析老年缺血性心肌病肠道菌群对数与cTnT 水平之间的相关性, 线性回归分析老年缺血性心肌病患者肠道菌群对数变化是否会对患者心功能产生影响。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 心功能情况 入组的116 例缺血性心肌病老年患者，参照NYHA 心功能分级进行分组，其中心功能Ⅰ级45 例，并将其纳入A 组，患者cTnT 水平0.10±0.03μg/L；心功能分级为Ⅱ级的患者 40 例，并将其纳入 B 组，患者 cTnT 水平 0.21±0.04μg/L；心功能分级为Ⅲ级的患者31 例，并将其纳入C组，患者 cTnT 水平 0.33±0.05μg/L。

2.2 受试者肠道菌群对数及cTnT 水平对比 4 组受试者cTnT 对比，C 组最高，后由高至低依次为B组、A 组、对照组，4 组专性厌氧菌与兼性厌氧菌对比，其中C 组艰难杆菌、肠球菌、链球菌及葡萄球菌参数水平最高,后由高至低依次为B 组、A 组、对照组，C 组脆弱杆菌、奇异杆菌、环形杆菌、乳酸杆菌参数水平最低,后由低至高依次为B 组、A 组、对照组（P＜0.05）。见表1。

2.3 老年缺血性心肌病患者肠道菌群对数与cTnT水平之间的相关性分析 将2.2 中检验有意义的变量经双变量Pearson 直线相关性检验结果显示，cTnT 水平与艰难杆菌、肠球菌、葡萄球菌均呈正相关（r＞0，P＜0.001）,cTnT 参数水平与脆弱杆菌、奇异菌、环形球菌、乳酸菌均呈负相关（r＜0，P＜0.001）。见表2。

2.4 老年缺血性心肌病肠道菌群对数与cTnT 参数水平之间的线性回归分析 将cTnT 水平作为因变量，艰难杆菌、肠球菌、葡萄球菌、脆弱杆菌、奇异菌、环形球菌、乳酸菌作为自变量，经线性回归分析结果显示，脆弱杆菌、奇异菌参数水平降低，肠球菌水平升高可能是造成老年缺血性心肌病患者心功能损害加重的危险因素（P＜0.05），线性回归方程如下：Y=0.684-0.014X1-0.058X2+0.010X3。见表3。

表1 受试者肠道菌群对数及cTnT 参数水平对比（）

表1 受试者肠道菌群对数及cTnT 参数水平对比（）

注：与对照组同指标相比，aP＜0.05，与 A 组同指标相比，bP＜0.05，与 B 组同指标相比，cP＜0.05

组别 cTnT（μg/L） 脆弱杆菌专性厌氧菌奇异菌 环形球菌 艰难杆菌 肠球菌 链球菌兼性厌氧菌葡萄球菌 乳酸菌 大肠杆菌对照组(n=35)A 组(n=45)B 组(n=40)C 组(n=31)F P 0.02±0.01 0.10±0.03a 0.21±0.04ab 0.33±0.05abc 500.642＜0.001 9.23±0.82 8.82±0.68a 7.25±0.56ab 6.12±0.35abc 178.067＜0.001 9.23±0.52 8.53±0.62a 7.45±0.52ab 5.85±0.32abc 268.723＜0.001 10.02±0.63 9.56±0.65a 9.25±0.41ab 9.12±0.30abc 19.253＜0.001 2.25±1.05 2.82±0.42a 3.05±0.53ab 3.75±0.63abc 27.435＜0.001 6.03±1.23 6.56±1.42 7.02±1.52 8.12±1.85a 11.592＜0.001 8.80±0.65 9.12±0.75a 9.85±0.89ab 10.23±0.95abc 22.664＜0.001 4.12±0.56 4.65±0.85a 5.12±0.96ab 5.85±1.02abc 24.150＜0.001 7.05±1.42 6.85±1.23a 6.02±1.01ab 5.75±0.85abc 10.565＜0.001 7.23±1.15 7.10±1.10 7.05±1.05 6.95±0.98 0.392 0.759

表2 老年缺血性心肌病患者肠道菌群对数与cTnT 参数水平之间的相关性分析结果r（P）

3 讨论

肠道菌群是由大量微生物如细菌、病毒、真菌等组成的生态系统,也是机体主要的内毒素储存场所，还是较大的免疫器官[11]。健康状态下，厌氧菌群占据主要地位，乳酸杆菌、部分革兰阳性球菌等在进化过程中处于动态平衡,与宿主形成互利共生的关系[12]。肠道为微生物的生存提供理想生存环境，肠道菌群也在维持内环境、营养代谢及机体健康等方面有影响,且与诸多疾病的病理过程均有一定相关性。

目前认为, 肠道菌群的正常生理作用机制如下：⑴生物屏障：以双歧杆菌为主的厌氧菌群，在肠粘膜表面形成天然生物屏障,保障肠道免受致病因子侵害；⑵营养代谢：诸多宿主无法消化的多糖及纤维素等物质需在肠道菌群作用下完成消化和吸收的工作，继而为细胞提供能量代谢，降低代谢性疾病的发生风险；⑶免疫调节作用：肠道中的厌氧菌可激活吞噬细胞活性, 促进机体免疫功能增强;⑷其他：调节肠道菌群可减少腹泻，还可经特殊通路发挥抗癌机制等[13-15]。由此可见，肠道菌群菌种不同，其作用也不尽相同，任何因素干扰导致菌群种类、数量及比例等发生变化均可能会诱发相关疾病[16]。本次研究结果显示，老年缺血性心肌病患者肠道菌群中尤以艰难杆菌、肠球菌、葡萄球菌显著升高，脆弱杆菌、奇异菌、环形球菌、乳酸菌显著降低为主。表明，老年缺血性心肌病患者肠道菌群构成与菌量均发生紊乱,维持肠道正常代谢与免疫的有益菌减少，而诸多条件致病菌增加明显，继而导致个体肠道菌群免疫改变,诱发并加重慢性代谢性疾病，最终进展为严重心血管疾病，这一过程可能会加重患者心功能损伤或心功能不全情况，但二者之间具体的相关性机制尚未明确,相关的研究也较少。血清cTnT 是有着高敏感性和高特异度的心肌缺损或心功能损伤评价指标, 对ICM 患者预后判定及治疗指导均具有显著优势,血清中cT-nT 水平持续性升高是细胞持续损害的结果, 长时间的心肌损伤必然伴随心肌蛋白的分解与释放,严重的心肌病常以心肌细胞死亡与细胞分解等改变为主要特征[17,18]。本研究结果显示，C 组老年缺血性心肌病患者血清cTnT 参数水平较其他组均显著增高。表明，血清cTnT 参数水平与老年ICM 患者心功能之间关系密切，二者可能呈负性相关，即随着老年ICM 患者血清cTnT 水平升高，患者的心功能将呈下降趋势。这一结果也更加验证了血清cTnT 水平对心肌损伤及心功能的预测价值。

表3 老年缺血性心肌病肠道菌群对数与cTnT 参数水平之间的线性回归分析

为探求老年缺血性心肌病患者肠道菌群特征与心功能之间的相关性,本研究进一步对比较差异有统计学意义的肠道菌群菌种的对数与cTnT 作相关性分析结果显示，cTnT 参数水平与艰难杆菌、肠球菌、葡萄球菌均呈正相关，与脆弱杆菌、奇异菌、环形球菌、乳酸菌均呈负相关，且经线性回归分析显示，脆弱杆菌、奇异菌参数水平降低，肠球菌水平升高均可能是造成老年缺血性心肌病患者心功能损害加重的危险因素。表明脆弱杆菌、奇异杆菌及肠球菌菌群菌量紊乱可能参与了老年ICM患者心功能加重损伤过程。其原因可能为，肠球菌为革兰阳性球菌，奇异菌为条件致病菌，而脆弱杆菌为革兰阴性菌,由于各种原因导致的个体肠道微生物菌群发生紊乱，菌群计数动态平衡被打破，导致条件致病，大量代谢氧化三甲胺，因氧化三甲胺是心血管疾病危险因素,可经多途径参与动脉硬化的发生及进展, 最终诱发并加重老年ICM 患者心肌损伤，进而导致患者心功能水平下降[19,20]。鉴于此，临床可考虑通过检测老年ICM 患者肠道菌群，并针对其异常情况进行干预治疗,继而达到改善老年缺血性心肌病患者心功能水平的目的。

综上所述,老年ICM 患者肠道菌群特征主要表现为部分兼性厌氧菌增加，专性厌氧菌减少，其中脆弱杆菌、奇异菌及肠球菌参数水平的变化与患者心功能密切相关,可考虑通过检测老年ICM 患者肠道各主要菌群计数，预测心功能状况，对指导老年ICM 患者治疗及改善其心功能意义重大。