冠心病合并脑血管狭窄与血浆氧化三甲胺水平的关系

杨升华，任素芬，刘啸尘，熊筱伟，李晶津，杨承志，胡宏宇，陈威，郭彩霞，陈步星

近年来，肠道菌群已成为研究热点，很多疾病的发生与肠道菌群密切相关[1-2]。Wang 等[3]首先证实，摄入富含胆碱、磷脂酰胆碱和左旋肉碱的食物（如猪、牛、羊肉等红肉类）后，胆碱、磷脂酰胆碱和左旋肉碱进入肠道，在肠道菌群的作用下可代谢为三甲胺（TMA），三甲胺入血后在肝脏被黄素单加氧酶氧化成氧化三甲胺（TMAO）。动物实验表明，TMAO 不仅可以降低胆固醇逆转运[4]，还可以通过改变血小板依赖性钙信号，促进血小板高反应性并增强体内血栓形成[5]，从而促进动脉粥样硬化[3-7]。越来越多临床研究证实，TMAO 不仅与冠状动脉粥样硬化严重程度密切相关[8]，而且高血浆TMAO水平已成为心血管事件发生风险增加的独立预测因子[9-10]。冠心病与脑血管狭窄病变具有相同的危险因素，然而冠心病合并脑血管狭窄与血浆TMAO水平之间的关系，目前尚无相关文献报道。

1 资料与方法

研究对象：连续选取2013 年10 月至2016 年6月期间首都医科大学附属北京天坛医院心内科的住院患者，同时满足以下纳入标准：（1）拟诊断冠心病和（或）缺血性脑血管疾病患者，且同时接受冠状动脉造影及全脑血管造影；（2）年龄≥18 岁；（3）入组前1 个月内未接受抗生素治疗；（4）临床资料完整。排除标准：（1）急性心肌梗死；（2）伴有其他严重心血管疾病如主动脉夹层、重度主动脉瓣狭窄和肥厚型心肌病等；（3）急性脑卒中；（4）左心室射血分数＜50%；（5）严重肝肾功能不全；（6）血液系统疾病及恶性肿瘤。根据冠状动脉造影及脑血管造影结果，将入组患者分为对照组（无冠心病及脑血管狭窄）、冠心病组、脑血管狭窄组、冠心病合并脑血管狭窄组。冠心病定义为至少存在一支主要冠状动脉血管狭窄或其分支≥50%；脑血管狭窄定义为颈内动脉、大脑前动脉、大脑中动脉、大脑后动脉、基底动脉、椎动脉中至少有一支血管狭窄程度≥50%。根据纳入及排除标准，共入选158 例患者，并依据检查结果分为4 组：对照组（无冠心病及脑血管狭窄病变，n=20）、冠心病组（n=25）、脑血管狭窄组（n=17）和冠心病合并脑血管狭窄组（n=96）。本研究经首都医科大学附属北京天坛医院伦理委员会同意并批准，且所有纳入研究对象均已签署书面知情同意书。

血TMAO 水平的检测：以EDTA 抗凝管采集患者空腹血液4～5 ml，3 000 r/min 超速离心后获得血浆，冻存于-80℃冰箱中待统一检测。检测时取血浆50 μl，加入200 μl 内标物d9-TMAO 甲醇溶液（5 μmol/L），涡旋1 min，在4℃、15 000 r/min 离心25 min，取上清液2 μl 进行检测。按照质谱检验方案检测血浆TMAO、左旋肉碱、胆碱、甜菜碱水平。流动相为A：B=80%：20%，流动相A 为0.1%甲酸-水液，流动相B为甲醇；流速：0.5 ml/min；气体：氮气。质谱条件：离子源：电喷雾电离（ESI）；扫描方式：多反应检测扫描d9-TMAO m/z：85/66；TMAO m/z：76/58；正离子模式。所有色谱数据均按照峰面积由Analyst 提供的化学工作站计算所得。

统计学方法：采用SPSS 25.0 进行数据分析。以Kolmogorov-Smirow test 检测正态性，正态分布的数据采用均数±标准差表示；偏态分布的计量资料用中位数（四分位数）表示，TMAO 呈偏态分布，经自然对数转化后为正态分布，对照组、冠心病组、脑血管狭窄组、冠心病合并脑血管狭窄组之间比较采用单因素方差分析，有统计学差异变量再行LSD 法两两比较。计数资料用例数（%）表示，采用Fisher精确概率检验进行统计学检验。采用Spearman 相关性分析法分别分析冠心病组、冠心病合并脑血管狭窄组Gensini 评分与TMAO、左旋肉碱、胆碱、甜菜碱水平的相关性。以P＜0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果

四组患者临床基线资料比较（表1）：四组患者在年龄、性别、体重指数、收缩压、舒张压、血脂水平、血肌酐、血尿酸等差异均无统计学意义（P均＞0.05），而在既往吸烟史、经皮冠状动脉介入治疗（PCI）史、既往糖尿病史、口服药物[阿司匹林、血管紧张素转换酶抑制剂/血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂（ACEI/ARB）、β 受体阻滞剂]、Gensini 评分，与对照组相比，冠心病合并脑血管狭窄组均有更高比例（P均＜0.05）。四组左旋肉碱、胆碱、甜菜碱血浆水平差异未见统计学意义。冠心病组与冠心病合并脑血管狭窄组中位TMAO 水平均明显高于对照组（P均＜0.001）。

表1 四组患者临床基线资料比较（±s）

表1 四组患者临床基线资料比较（±s）

注：PCI：经皮冠状动脉介入治疗；LDL-C：低密度脂蛋白胆固醇；HDL-C：高密度脂蛋白胆固醇；ACEI：血管紧张素转换酶抑制剂；ARB：血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂；*：用中位数(四分位数)表示。与对照组相比△P＜0.05。1 mmHg=0.133 kPa

各组间TMAO 水平比较（图1）：经自然对数转换后，冠心病组及冠心病合并脑血管狭窄组TMAO 水平均明显高于对照组[（0.93±0.39）μmol/L vs （0.97±0.40）μmol/L vs （0.57±0.36）μmol/L，P＜0.01]，但两组相比却差异未见统计学意义（P=0.682）。脑血管狭窄组TMAO 水平低于冠心病组[（0.65±0.36）μmol/L vs （0.93±0.39）μmol/L，P=0.019]与冠心病合并脑血管狭窄组[（0.65±0.36）μmol/L vs （0.97±0.40）μmol/L，P=0.002]，而与对照组相比差异未见统计学意义（P=0.582）。

图1 四组患者血浆氧化三甲胺水平的比较

冠心病组及冠心病合并脑血管狭窄组血浆TMAO 水平与Gensini 评分的关系：分别将冠心病组、冠心病合并脑血管狭窄组Gensini 评分分为低、中、高三等分。结果显示，冠心病组中高Gensini 评分患者TMAO 水平高于低Gensini 评分患者（P=0.009），见图2A；但在冠心病合并脑血管狭窄组中，高Gensini 评分患者与低Gensini 评分患者的TMAO 水平差异无统计学意义（P=0.666），见图2B。相关性分析发现，在冠心病组，TMAO 水平与Gensini 评分呈正相关（r=0.569，P=0.009），左旋肉碱水平与Gensini 评分呈负相关（r=-0.700，P=0.001），胆碱、甜菜碱水平与Gensini 评分未见明显相关；在冠心病合并脑血管狭窄组，TMAO、左旋肉碱、胆碱、甜菜碱血浆水平均未见与Gensini 评分明显相关。

图2 冠心病组（2A）及冠心病合并脑血管狭窄组（2B）患者血浆TMAO 与Gensini 评分的关系

3 讨论

已有较多研究表明，血浆TMAO 水平与心血管事件发生风险呈剂量依赖正相关[9]，本团队既往研究也发现，冠状动脉易损斑块患者血浆TMAO 水平更高[11]。尽管冠心病与脑血管狭窄部分危险因素相同，但目前TMAO 与脑血管疾病尤其动脉粥样硬化所致脑血管狭窄病变之间的关系相关研究甚少。冠心病合并脑血管狭窄患者是否比单独冠心病或脑血管狭窄病变患者血浆TMAO 水平更高，目前鲜有文献报道。本研究发现，冠心病合并脑血管狭窄患者血浆TMAO 水平高于脑血管狭窄患者，但未明显高于冠心病患者，并且发现脑血管狭窄患者TMAO 水平未高于无冠心病无脑血管狭窄者。

既往研究表明，血浆TMAO 水平不仅与冠状动脉病变严重程度有关，而且与心血管事件发生风险密切相关。Senthong 等[8]对353 例稳定性冠心病患者进行的研究发现，血浆TMAO 水平与SYNTAX 评分正相关。本研究则发现，在冠心病患者中，血浆TMAO 水平与Gensini 评分正相关，提示TMAO 水平与冠心病患者冠状动脉病变严重程度正相关。此外，Stubbs 等[12]在104 例慢性肾病患者中进行的研究发现，TMAO 水平与冠状动脉动脉粥样硬化程度正相关。Mafune 等[13]发现，TMAO 水平与梗死冠状动脉支数正相关。Tang 等[14]通过对4 007 例行冠状动脉造影的患者随访3 年发现，增加的TMAO 水平与主要不良心血管事件发生风险增加密切相关。Li等[15]利用Cleveland 队列（n=530）及Swiss 急性冠状动脉综合征队列（n=1 683）研究发现，血浆TMAO对急性冠状动脉综合征患者1 个月、6 个月、12 个月乃至7 年的心血管事件发生风险均有预测价值。相似地，Senthong 等[16]对2 235 例稳定冠心病患者随访5 年发现，血浆TMAO 水平越高，长期死亡风险越高。多项荟萃分析[9-10，17]均提示，高TMAO 水平与未来心血管事件发生风险增加密切相关。本研究也比较了TMAO 前体左旋肉碱、胆碱、甜菜碱在各组间的差异，但未发现有统计学意义，并且在冠心病组，胆碱、甜菜碱与Gensini 评分无明显相关性，这与既往研究相似[18]。日本的一项研究[19]发现，胆碱及甜菜碱的摄入与心血管疾病死亡风险无明显相关。荟萃分析[18]显示，TMAO 前体胆碱及甜菜碱摄入与心血管病风险无明显相关。

与预期相反，本研究发现，较单纯脑血管狭窄组相比，冠心病合并脑血管狭窄患者未见更高的TMAO 水平，并且脑血管狭窄患者血浆TMAO 水平未高于对照组。Yin 等[20]研究也发现，与健康人相比，缺血性脑卒中或短暂性脑缺血发作患者血浆TMAO 水平非但无升高，反而出现下降。CARDIA研究[21]显示，血浆TMAO 水平与10 年冠状动脉钙化发生率、冠状动脉钙化进展及颈动脉中膜厚度均无明显相关性。同样地，Skagen 等[22]研究未发现颈部动脉粥样硬化与TMAO 水平明显相关。但有研究表明，TMAO 水平与缺血性脑卒中风险正相关。Nie等[23]在一项巢式病例对照研究中发现，TMAO 水平与高血压患者脑卒中首次发作风险正相关。Liang等[24]研究发现，TMAO 水平是心房颤动患者发生缺血性脑卒中的独立预测指标。Wu 等[25]研究发现，TMAO 水平是颈动脉支架置入术后新发缺血性脑损伤的预测因素。目前关于TMAO 与脑血管疾病尤其脑血管狭窄所致缺血性脑卒中的关系尚不明确，仍需进一步研究。合并脑血管狭窄的冠心病患者其血浆TMAO 水平未较冠心病患者更高的可能原因：（1）脑血管狭窄尤其是缺血性脑卒中可能改变了肠道菌群组成[26]，肠道菌群改变可能影响血浆TMAO 水平；（2）合并脑血管狭窄时饮食改变可能影响了肠道菌群[27]，从而影响了TMAO 水平；（3）临床用药不同可能影响了肠道菌群[28]，从而干扰了TMAO 与脑血管狭窄之间的关系。

本研究有一定局限性：样本量不够大，未能除外药物的影响，缺乏随访。TMAO 是致病因素还是标志物尚不明确[29]，降低TMAO 有害还是获益[30-31]，TMAO 对于脑血管疾病诊治是否具有临床价值等一系列问题，都需要大规模及长期随访的前瞻性研究来深入探讨。