血清氧化三甲胺水平与冠心病及冠状动脉狭窄程度的相关性分析

邢团结,娄焕堃,李 鹏,梅佳慧,王 勋,韩翠敏,王怡练,孙黎明

2020年度公布的《中国心血管健康与疾病报告》表明我国心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)的患病现状不容乐观[1],CVD的防治研究依然任重道远。近年来,肠道菌群逐渐成为研究热点,肠道菌群代谢产物氧化三甲胺(trimethylamine N-oxide,TMAO)不仅与多种CVD[2]的发生显著相关,甚至与主要不良心血管事件(MACE)和全因死亡也密切相关[3-6],目前TMAO与冠心病(coronary heart disease,CHD)及冠状动脉狭窄程度的相关研究在国内较少。本研究主要通过探讨血清TMAO水平与CHD及冠状动脉狭窄程度的相关性,为CHD的防治提供思路。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2020年6月至2021年3月在我院心内科行冠状动脉造影(coronary angiography,CAG)诊治的病人390例,男205例,女185例,年龄45～83岁,平均(65.41±11.30)岁,其中CHD组285例,包括急性冠状动脉综合征(acute coronary syndrome,ACS)组173例、慢性冠状动脉综合征(chronic coronary syndrome,CCS)组112例;年龄和性别与CHD组相匹配经CAG排除CHD的105例病人为对照组。其中ACS组包括ST段抬高型心肌梗死(STEMI)组53例、非ST段抬高型心肌梗死(NSTEMI)组62例、不稳定性心绞痛(UAP)组58例。按照Gensini评分标准[7]将每例CHD病人的各个分支积分相加。轻度狭窄组、中度狭窄组、重度狭窄组分别对应评分0～25分、26～49分和≥50分,本研究285例CHD病人中,轻度狭窄组86例、中度狭窄组108例、重度狭窄组91例。所有入选者均签署知情同意书,本研究通过我院医学伦理委员会批准(批准编号:2020K506)。

1.2 纳入标准 (1)符合2020年国际心脏病学会和世界卫生组织(WHO)对CHD的诊断标准[8];(2)均行CAG检查,CHD组至少1支冠状动脉血管狭窄程度≥50%;(3)CCS组入选病例符合《2018稳定性心绞痛诊断与治疗指南》[9]。(4)ACS组入选病例符合《2019年急性冠状动脉综合征急诊快速诊疗指南》[10]。(5)临床病历资料完整。

1.3 排除标准 年龄<18周岁、处于妊娠期妇女、出血性卒中、心力衰竭、严重肝肾功能不全、恶性肿瘤、血液系统恶性疾病、没有完整病例和血液标本、有抗血小板治疗禁忌证、药物和造影剂过敏、活动性感染、1个月内接受益生菌或抗生素治疗的受试者。

1.4 研究方法

1.4.1 收集受检者的一般资料 年龄、性别、身高、体质量、体质量指数(BMI)、吸烟史、高血压、糖尿病、血糖、肌酐、尿素氮、超敏C反应蛋白(hs-CRP)、白细胞介素-6(IL-6)、脂蛋白磷脂酶A2(Lp-PLA2)、脑钠肽(BNP)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL- C)等。

1.4.2 标本采集与保存 所有研究对象空腹,取平卧位采集外周上肢静脉血4～5 mL,3 000 r/min在5 ℃离心15 min,分离血清,-80 ℃冰箱保存待统一检测。

1.4.3 血清TMAO检测 采用酶联免疫吸附法(ELISA)(上海江莱生物科技有限公司,货号:JL47698)检测受检者血清TMAO水平。

1.5 统计学方法 采用t检验、单因素方差分析、χ2检验、logistic回归分析,绘制受试者工作特征(ROC)曲线并用曲线下面积(AUC)评估诊断价值。

2 结果

2.1 各组病人一般临床特征和实验室检查的比较 3组在年龄、性别、身高、体质量、BMI、TG、HDL-C、LDL-C、肌酐、尿素氮、血糖、糖尿病史比较差异均无统计学意义(P>0.05)。与对照组比较,ACS组和CCS组病人患高血压比例、吸烟比例、Lp-PLA2、BNP、TMAO水平明显升高(P<0.01),且ACS组病人TC、IL-6、hs-CRP水平明显高于对照组(P<0.05～P<0.01)。与CCS组比较,ACS组TC、IL-6、hs-CRP、Lp-PLA2、TMAO水平明显升高(P<0.01)(见表1)。

2.2 ACS 3个亚组之间血清TMAO水平比较 UAP组、NSTEMI组和STEMI组血清TMAO水平比较差异无统计学意义(P>0.05)(见表2)。

2.3 CHD影响因素的多因素logistic回归分析 以CHD为因变量,将年龄、性别、TC、Lp-PLA2、TMAO、吸烟、是否合并高血压、糖尿病作为自变量进行多因素 logistic 回归分析,结果显示TMAO、TC、Lp-PLA2、吸烟、高血压病均是CHD的独立危险因素(P<0.05～P<0.01)(见表3)。

表1 3组一般资料和实验室检查的比较

分组TC/(mmol/L)TG/(mmol/L)HDL-C/(mmol/L)LDL- C/(mmol/L)肌酐/(μmol/L)尿素氮/(mmol/L)BNP/(μg/L)IL-6/(ng/L)hs-CRP/(mg/L)Lp-PLA2/(ng/L)TMAO/(μmol/L)对照组3.92±1.01 1.54±0.671.12±0.322.54±0.8162.43±20.535.76±1.9441.10±14.53 3.11±1.53 1.55±0.53 311±50 12.43±4.12 CCS组3.71±1.061.61±0.481.06±0.242.47±0.9363.43±24.616.17±1.8776.30±17.53**3.13±1.641.63±0.64439±45**15.56±5.25**ACS组4.29±1.28*##1.66±0.561.10±0.282.69±0.6865.42±27.825.57±2.1880.13±20.53**7.03±2.53**##2.82±0.86**## 421±60**## 18.88±5.12**##F9.221.451.003.000.512.99164.12173.3139.62188.2157.65P<0.01>0.05>0.05>0.05>0.05>0.05<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01MS组内1.3250.3260.0790.630631.0114.127332.2114.2450.5222 853.01124.123

表2 ACS 3个亚组之间血清TMAO水平比较

表3 CHD影响因素的多因素logistic回归分析

2.4 血清TMAO和TMAO+IL-6+Lp-PLA2+hs-CRP预测CHD的ROC曲线 结果显示,血清TMAO诊断CHD的最佳临界值为13.80 μmol/L时,AUC为0.702,敏感度和特异度分别为73.70%和62.90%,约登指数为0.366;TMAO+IL-6+Lp-PLA2+hs-CRP四者联合的AUC为0.792,敏感度和特异度分别为71.60%、74.30%,约登指数为0.459(见图1)。

2.5 不同冠状动脉狭窄程度组血清TMAO水平分布的差异 3组TMAO水平比较差异有统计学意义(P<0.01),其中中度和重度狭窄组TMAO水平均显著高于轻度组,重度组显著高于中度组(P<0.01)(见表4)。

3 讨论

TMAO是由肠道微生物代谢产生的一种小型有机化合物,主要来源于胆碱(红肉、鱼、禽、蛋等食品),后者经过肠道菌群的代谢产生三甲胺(trimethylamine,TMA)[11],TMA再经肠道吸收入血,最后在肝脏经黄素单氧化酶转化为TMAO[12]。CHD发生的传统危险因素有高龄、高血压与BMI等[13],越来越多的数据表明TMAO与CVD之间存在联系,如动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)[14-16]、心力衰竭[17]、高血压[18]。AS是CHD等CVD的共同病理基础。基于上述研究我们进一步探索TMAO与CHD及冠状动脉狭窄程度的相关性。

表4 不同冠状动脉狭窄程度组TMAO水平分布的差异的比较

本研究显示ACS组和CCS组TMAO水平均高于对照组,且ACS组TMAO水平高于CCS组,差异均有统计学意义,而STEMI、NSTEMI、UA各组之间血清TMAO水平差异无统计学意义。多因素logistic 回归分析显示高TMAO水平是CHD的独立危险因素。上述实验结果提示血清TMAO水平与CHD的发生具有相关性,其中以ACS组为著。这与以往文献[19]研究结果相契合。此外,本研究发现ACS组的炎性因子如IL-6、hs-CRP水平明显高于对照组和CCS组,提示TMAO可能通过多种炎性因子的释放导致血管内皮损伤,进而导致AS的形成[20]。而CCS组IL-6、hs-CRP等炎症因子水平与对照组相比无统计学差异,其可能是因为CCS组病人长期服用阿司匹林、他汀类降脂药物等相关药物进行二级预防,显著降低了炎性因子水平[21]。此外,对照组Lp-PLA2水平低于ACS组和CCS组,而ACS组和CCS组Lp-PLA2水平比较无明显统计学差异,也可能与ACS组病人长期服用他汀类药物有关[21]。

ROC曲线分析显示TMAO对CHD具有一定的诊断价值,而TMAO+IL-6+Lp-PLA2+hs-CRP四者联合检测诊断的特异度更高。此外,本研究显示不同冠状动脉狭窄程度组TMAO水平分布存在显著差异。轻度狭窄组、中度狭窄组、重度狭窄组的血清TMAO水平分布逐渐升高,提示CHD病人的血清TMAO水平可作为冠状动脉狭窄程度评估的潜在临床指标。

综上所述,TMAO与CHD的发生发展密切相关,可成为CHD筛查和预测冠状动脉狭窄程度监测指标之一。高TMAO水平人群通过调整饮食结构、研发新型药物、并结合传统危险因素评估后给予早期积极干预,对降低CHD发病率及死亡率具有重要价值。本研究是一项横断面研究,受试者数量较少,纳入的病人都来自单一中心,血清 TMAO 水平与CHD,尤其是ACS的相关性及作用机制仍需进一步研究证实。另外我们没有剔除其他影响混杂因素,如病人的营养状况、最近的饮食和肠道微生物区系等。