血浆氧化三甲胺水平与冠心病患者预后关系的荟萃分析

韩嘉明 陈先慧 马玉兰

810008 西宁,青海大学医学院(韩嘉明、陈先慧);810012 西宁,青海大学附属医院心血管内科(马玉兰)

肠道菌群与大肠黏膜结合形成肠道屏障,避免肠道内的致病菌与毒素进入内循环形成炎症反应[1]。近年来,大量研究显示肠道菌群及其代谢产物参与如胆固醇代谢、尿酸、氧化应激、炎症反应等代谢过程[2-3]。其中,氧化三甲胺(trimethylamine N-oxide,TMAO)是一种小分子有机化合物。当机体摄入含有甜菜碱、左旋肉碱及胆碱等食物时,会被肠道中各种酶转化为三甲胺[4],随后被进一步吸收到门静脉循环当中,通过肝脏中的黄素单加氧酶氧化为TMAO[5]。近期有研究发现,血浆TMAO水平与冠心病的危险因素,如高血压、糖尿病、血脂异常等明显相关[6-9]。当因各种原因导致TMAO生成过多或者其排泄受到阻碍时,会导致正常人群的血浆TMAO水平升高并长期处于一个较高状态,而长期升高的TMAO水平会促进动脉粥样硬化的发生发展[10],并增加了冠心病的发病风险[11]。同时,血浆TMAO水平与冠心病患者冠状动脉的狭窄程度也明显相关[12-13]。因此,需要进一步研究血浆TMAO水平与冠心病患者发生主要不良心血管事件(major adverse cardiac event,MACE)和全因死亡的关系。本研究旨在通过荟萃分析以及剂量反应分析方法来研究血浆TMAO水平对冠心病患者发生MACE和全因死亡的预后价值,以对未来改善冠心病患者预后的治疗提供一定的参考。

1 资料与方法

1.1 文献检索策略

通过计算机搜索中国知网、万方数据库、Pubmed、Embase、Cochrane Library、Web of Science等公开发表的血浆TMAO水平与冠心病患者发生MACE和全因死亡关系的前瞻性队列研究。检索时限从建库至2023年2月,采用“主题词+自由词”结合的检索方式,中文检索词:“氧化三甲胺”“冠心病”“心绞痛”“心肌梗死”“心肌缺血”“急性冠状动脉综合征”“冠状动脉疾病”。英文检索词:“trimethylamine N-oxide”“TMAO”“coronary atherosclerotic heart disease”“angina”“myocardial infarction”“myocardial ischemia”“acute coronary syndrome”“coronary artery disease”。同时,检索纳入研究的参考文献。

1.2 纳入及排除标准

纳入标准:(1)研究对象为明确诊断为冠心病的患者;(2)主要结局事件为MACE,包括心力衰竭、心肌梗死、卒中、死亡或全因死亡;(3)观察指标:血浆TMAO水平;(4)研究提供与结局事件相关的危险比(hazard risk,HR)及95%可信区间(confidence interval,CI);(5)研究类型为前瞻性队列研究。排除标准:(1)无法获取完整及有效数据的文献;(2)动物实验类文献、综述、会议摘要或病例报告;(3)重复发表的文献;(4)低质量文献。

1.3 文献筛选及数据提取

由两名研究者根据文献的纳入标准以及排除标准独立进行文献筛选和数据提取,意见不一致时则与第3位研究者共同协商。从文献中提取的资料包括:第一作者、国家、发表时间、研究对象、样本量、平均年龄、血浆TMAO水平、随访时间、校正因素和结局事件(MACE/全因死亡)。

1.4 文献质量评价

文献质量采用纽卡斯尔-渥太华量表[14](Newcastle-Ottawa scale,NOS)进行评价,量表内容包括研究对象(4分)、组间可比性(2分)和结果测量(3分),满分为9分。其中NOS≥7分为高质量文献,5～6分为中等质量文献,≤4分为低质量文献,低质量文献不纳入荟萃分析中。

1.5 统计学方法

采用Stata 17.0软件进行数据分析,使用Q检验和I2检验对纳入研究的异质性进行评估。若I2<50%表明各文献间不存在统计学异质性,采用固定效应模型进行荟萃分析;若纳入研究的I2≥50%表明各文献间存在统计学异质性,采用随机效应模型进行荟萃分析,并采用亚组分析探讨异质性来源;采用Begg’s检验和Egger’s检验评估其是否存在发表偏倚;逐一剔除研究后进行敏感性分析。对于TMAO水平与MACE、全因死亡的剂量反应关系的评价,则通过筛选包含以下数据的文献:(1)每个区间血浆TMAO水平的均值;(2)每个区间的总例数;(3)每个区间发生结局事件(MACE/全因死亡)的总例数;(4)每年发生例数;(5)每个区间的HR值(95%CI)。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 文献筛选结果

初步检索出文献共计674篇,其中中国知网(43篇)、万方数据库(48篇)、Web of science(136篇)、Cochrane library(196篇)、Embase(147篇)、PubMed(104篇)。经过纳入标准以及排除标准筛选后,最终纳入13篇文献,包括15项研究[15-27]。

2.2 纳入文献的基本特征和文献质量评价

共纳入12 999例患者,年龄为59～74年,TMAO水平为2.57～7.50 μmol/L,随访时间从住院期间到7年。因纳入的2篇文献[22,27]中包含两个不同的队列,将其分开列入荟萃分析中。其中,9项队列研究报道了血浆TMAO水平与冠心病患者发生MACE的关系,11项研究报道了TMAO与冠心病患者全因死亡的关系。3项研究报道了血浆TMAO水平与MACE之间的剂量反应关系[17,19,25],3项队列研究报道了血浆TMAO水平与全因死亡的剂量反应关系[17,20,25]。文献质量评价显示,6篇文献[17,22-24,27]NOS评分为7分,2篇文献[20-21]NOS评分为8分,7篇文献[15-16,18-19,22,25-26]NOS评分为9分(表1、表2)。

表1 纳入文献的基本特征和质量评价

表2 纳入文献结局事件发生风险及校正因素

2.3 荟萃分析结果

2.3.1 血浆TMAO水平与冠心病患者发生MACE事件的关系 9项研究中报道了血浆TMAO水平与冠心病患者发生MACE的关系。因各研究之间不存在统计学意义的异质性(I2=26.9%,P=0.205),因此采用固定效应模型进行荟萃分析,结果显示,血浆TMAO水平与冠心病患者MACE明显相关(HR=1.79,95%CI:1.53～2.09)(图1)。

图1 冠心病患者血浆氧化三甲胺水平与发生不良心血管事件关系的森林图

根据随访时间的亚组分析结果显示,随访时间≤3年的冠心病患者发生MACE的风险与血浆TMAO水平显著相关(HR=1.75,95%CI:1.48～2.09);随访时间>3年的冠心病患者发生MACE的风险与血浆TMAO水平的相关性有所增加(HR=1.95,95%CI:1.38～2.72)。

2.3.2 血浆TMAO水平与冠心病患者全因死亡事件的关系 11项研究中报道了血浆TMAO水平与冠心病患者全因死亡的关系。各研究间存在统计学意义的异质性(I2=80.9%,P=0.001),采用随机效应模型进行荟萃分析。结果显示,血浆TMAO水平与冠心病患者全因死亡明显相关(HR=2.15,95%CI:1.55～2.98)(图2)。

图2 冠心病患者血浆氧化三甲胺水平与全因死亡关系的森林图

根据随访时间的亚组分析结果显示,随访时间≤3年的冠心病患者全因死亡的风险与血浆TMAO水平显著相关(HR=2.03,95%CI:1.14～3.62);随访时间>3年的冠心病患者全因死亡的风险与血浆TMAO水平的相关性有所增加(HR=2.10,95%CI:1.59～2.78)。

2.3.3 血浆TMAO水平与冠心病患者全因死亡事件的亚组分析 为了进一步明确异质性的来源,根据被研究人群的随访时间、TMAO水平、发表年份、人群平均年龄以及样本量进行进一步的亚组分析。结果显示,经各组亚组分析合并后未发现明显的异质性来源(表3),因此需要进一步的敏感性分析。

表3 血浆氧化三甲胺水平与冠心病患者全因死亡关系的亚组分析

2.3.4 敏感性分析及发表偏倚 纳入血浆TMAO水平与冠心病患者发生MACE关系的9项研究,Begg’s检验结果(Z=1.98,P=0.048)和Egger’s检验结果(t=2.11,P=0.073)均提示无明显发表偏倚。敏感性分析逐一剔除研究后HR未见明显改变,故研究结果基本可靠。

纳入血浆TMAO水平与冠心病患者全因死亡关系的11项研究,Begg’s检验结果(Z=0.93,P=0.350)和Egger’s检验结果(t=2.61,P=0.028)均提示存在发表偏倚,敏感性分析逐一剔除研究后HR未见明显改变,故研究结果基本可靠。

2.4 血浆TMAO水平与冠心病患者发生MACE的剂量反应关系

研究中3篇文献[17,19,25]3项研究符合血浆TMAO水平与冠心病患者预后发生MACE的剂量反应关系,结果显示血浆TMAO水平与冠心病患者发生MACE的风险呈线性剂量反应关系,血浆TMAO水平每升高1 μmol/L,MACE发生风险增加4.5%。当血浆TMAO水平为5 μmol/L,MACE发生的风险增加25.2%;当血浆TMAO水平为10 μmol/L,MACE发生的风险增加56.8%(图3)。

图3 血浆氧化三甲胺水平与发生心血管事件的剂量反应关系

2.5 血浆TMAO水平与冠心病患者全因死亡的剂量反应关系

研究中3篇文献[17,20,25]3项研究符合血浆TMAO水平与冠心病患者全因死亡的剂量反应关系,结果显示血浆TMAO水平与冠心病患者全因死亡的风险呈线性剂量反应关系,血浆TMAO水平每升高1 μmol/L,全因死亡风险增加5.8%。当血浆TMAO水平为5 μmol/L,全因死亡风险增加32.3%;当血浆TMAO水平为10 μmol/L,全因死亡风险增加74.9%(图4)。

图4 血浆氧化三甲胺水平与全因死亡的剂量反应关系

3 讨论

本荟萃分析共纳入13篇文献15项研究,在对包括年龄、性别、既往病史、肾小球滤过率等各种因素进行校正后,结果显示,血浆TMAO水平与冠心病患者发生MACE和全因死亡的风险显著相关;亚组分析结果显示,血浆TMAO水平对冠心病患者长期发生MACE和全因死亡的风险更具有预测价值,这可能与冠心病患者体内的血浆TMAO水平长时间保持着高水平状态所导致的。剂量反应关系结果显示,血浆TMAO水平与冠心病患者发生MACE和全因死亡的风险呈线性剂量反应关系,血浆TMAO水平每升高1 μmol/L,冠心病患者预后发生MACE的风险增加4.5%,全因死亡风险增加5.8%。

冠心病患者的长期心血管结局与血浆TMAO水平相关。当冠心病患者体内血浆TMAO水平长期处于较高状态时,一方面会导致冠心病患者的病情加重,另一方面使得冠心病患者的预后变差。相关研究发现,血浆中TMAO水平升高会导致胆固醇转运和代谢发生障碍,使得胆固醇被巨噬细胞吞噬并积聚,引起泡沫细胞的生成增加,促进动脉粥样硬化斑块的形成与加重[28], 同时还会导致动脉粥样硬化斑块更加容易破裂,增加心肌梗死的风险[29]。另外,TMAO水平升高还会降低血管内皮自我修复功能以及增加单核细胞黏附,使得血管内皮功能发生损害,引起血管炎症的发生[30]。当机体体内TMAO水平升高时,还会引起血小板在血管内聚集,增加血栓发生的风险[31]。以上机制都会使得冠心病患者的病情加重,使得冠心病患者预后发生MACE和全因死亡的风险增加。尽管针对降低血浆TMAO水平以降低冠心病的发生率以及预后不良结局的试验仍停留在动物试验阶段,临床上还未有相关的治疗方案,但结果表明其存在着一定的临床可行性,因此需要更多的临床试验以来对其进行验证[32-35]。

本研究仍存在着一定的局限性。(1)不同研究之间存在着一定的差异性,如种族、地域、饮食、血液采集时间等环境因素的影响可能会导致结果的偏差;(2)尽管本荟萃分析纳入了13篇文献15项研究,但每项研究进行校正的因素不同,可能存在一定的结果偏差;(3)每项研究之间TMAO水平区间界值差别较大,一定程度上影响最终的结果。

总之,本研究发现血浆TMAO水平与冠心病患者发生MACE和全因死亡明显相关,冠心病患者血浆TMAO水平与MACE、全因死亡存在线性剂量反应关系。血浆TMAO水平对冠心病患者预后有一定预测价值,其水平升高可能提示冠心病患者预后不良。

利益冲突:无