老年非瓣膜性房颤患者肠道菌群变化及与CHA2DS2-VASc评分的相关性研究

陈矢 胡晓晟 鲁志伟 周蓉

心房颤动（下称房颤）是常见的心律失常，发病率随年龄上升，中国60岁以上人群的房颤发病率为1.83%。房颤会影响患者的心功能和生活质量，使脑卒中事件增加近5倍[1]。当前风湿性瓣膜疾病已逐渐减少，非瓣膜性房颤约占目前所有房颤类型的65.2%[2]。胃肠道内存在着1 000多种细菌，总量达1014，有人体代谢产物滤过器的作用，能将营养物质转换为与心血管疾病发生密切相关的产物，如氧化三甲胺（trimethylamine oxide，TMAO）、短链脂肪酸、次级脂肪酸等。已有研究指出心血管疾病的发生、发展与肠道菌群相关[3]。近来，又有文献报道TMAO通过增强心脏自主神经活性可使心脏结构重构及电重构，增加系统炎症状态，导致房颤发生[4]。本研究旨在探讨老年房颤患者肠道菌群变化及肠道菌群变化与CHA2DS2-VASc评分的关系，以期为非瓣膜性房颤患者的防治及风险预测提供依据，现将结果报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象 选择2017年9月至2019年10月在树兰（杭州）医院老年病科、心内科住院治疗的老年高危非瓣膜性房颤患者30例作为观察组，男17例，女13例，年龄61～93（79.83±9.02）岁；心力衰竭15例，高血压23例，永久性房颤15例，冠心病、糖尿病各11例，脑卒中13例，肿瘤5例，肝病2例，吸烟10例。另选择同期本院60岁以上的老年健康体检者30例作为对照组，男16例，女14例，年龄60～91（77.17±8.21）岁。两组对象性别、年龄比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。纳入标准：（1）年龄≥60岁；（2）有房颤发病史，经心电图、24 h动态心电图检查确诊；（3）CHA2DS2-VASc评分≥2分。排除标准：（1）近1个月内有胃肠道疾病或腹泻；（2）近1个月内服用过抗生素、激素类药物或微生态制剂；（3）有心脏瓣膜病病史，超声心动图提示存在非退行性心脏瓣膜病、人工心脏瓣膜置换或瓣膜修补术后。本研究经医院伦理委员会批准（批准文号：2020058），两组对象均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 肠道菌群的检测 收集两组对象检查当日粪便10 g以上送检，采用美国ABI7500实时荧光定量PCR仪检测肠道菌群数量，包括普拉梭菌、肠球菌、类杆菌、乳酸菌、双歧杆菌、柔嫩梭菌、酪酸梭菌、直肠真杆菌、奇异菌、肠杆菌，比较两组肠道菌群的中位值，得出两组的差异肠道菌群。

1.2.2 实验室指标检测 采集观察组患者清晨空腹外周血送检验科，检测C反应蛋白（C-reaction protein，CRP）、总胆汁酸（total bile acid，TBA）、同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）、脑钠肽（brain naturetic peptide，BNP）。采用日本日立7600生化分析仪，化学比色法测定CRP、TBA、Hcy，采用南京Getein1600荧光免疫定量分析仪测定BNP。CRP、TBA、Hcy、BNP升高标准：CRP＞10 mg/L，TBA＞10 μmol/L，Hcy＞15 μmol/L，BNP＞900 pg/mL（年龄60～＜70岁），BNP＞1 800 pg/mL（年龄≥70岁）。分析CRP、TBA、Hcy、BNP水平与两组对象差异肠道菌群的相关性。

1.2.3 CHA2DS2-VASc评分标准 心力衰竭、高血压、年龄65～74岁、糖尿病、血管性疾病、女性各计1分，年龄≥75岁及脑卒中史各2分，总分9分[5]。由此将观察组患者分为3个亚组，2～3分为低分段亚组；4～5分为中分段亚组；6～9分为高分段亚组。观察3个亚组菌群中位值的差异。

1.3 统计学处理 采用R统计软件。正态分布的计量资料以 表示，偏态分布的计量资料采用中位值表示，比较采用Wilcoxon秩和检验；相关性采用Spearman秩相关。低分段、中分段、高分段3亚组间菌群比较采用J-T检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 观察组和对照组肠道菌群中位值比较 见表1。

表1 观察组和对照组肠道菌群中位值比较

由表1可见，观察组肠球菌水平高于对照组，类杆菌、柔嫩梭菌、直肠真杆菌均低于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05），两组其他菌群比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

2.2 相关指标与观察组患者差异肠道菌群的相关性 将观察组患者CHA2DS2-VASc评分、基础情况、实验室检查等相关指标与观察组和对照组的差异肠道菌群作相关性分析，结果见表2。

表2 相关指标与观察组患者差异肠道菌群的相关性

由表2可见，CHA2DS2-VASc评分与类杆菌、柔嫩梭菌呈负相关（P＜0.05），高血压与类杆菌水平呈负相关（P＜0.01），永久性房颤与直肠真杆菌呈负相关（P＜0.05）。

2.3 低分段、中分段、高分段亚组的肠道菌群比较30例观察组中，依据CHA2DS2-VASc评分，低分段亚组7例，中分段亚组14例；高分段亚组9例。3个亚组的肠道菌群比较见表3。

表3 低分段、中分段、高分段亚组的肠道菌群比较

由表3可见，3个亚组普拉梭菌、类杆菌、柔嫩梭菌数量比较，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。高分段亚组奇异菌、乳酸菌、肠杆菌菌群数量较多，其余菌种菌群数量较少。

3 讨论

肠道菌群不仅消化吸收营养物质，还与复杂的免疫系统功能密切相关。肠道菌群的失调可降低机体免疫力导致多种疾病发生，如高血压、肥胖、代谢综合征等[6]。而老年人群房颤发病率高，发病机制复杂，具体机制尚未明确，可能也与肠道菌群因素的参与有关。已有研究指出，房颤的发生和维持与心脏的自主神经重构、电重构及结构重构相关[7]。Sharon等[8]发现肠道菌群以及代谢产物TMAO等能使心脏自主神经活性增强。将TMAO注射到心外膜心脏自主神经节中，Yu等[4]发现心脏左右心房的有效不应期明显缩短，房颤易感窗口的范围变大，心房重构因子和炎性因子白细胞介素-6（inter leukin-6，IL-6）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等水平升高；该研究结果表明TMAO可以增强心脏自主神经活性、增加炎症反应促进心脏结构重构及电重构，从而导致房颤的发生及维持；TMAO可能是调节了促炎细胞因子来诱导心房电不稳定性，使自主神经功能改变导致房颤。另外研究还发现胆碱饮食诱导的血浆TMAO水平与不对称二甲基精氨酸之间呈正相关，可通过减少一氧化氮使内皮功能发生障碍，增加心肌纤维化，从而与房颤发生相关[9]，可见肠道菌群与房颤关系密切，肠道菌群—TMAO—炎症因子—房颤是其可能的路径。本研究回顾性分析老年高危非瓣膜性房颤患者肠道菌群的特点，结果显示观察组较对照组菌群比较，差异有统计学意义，推测老年高危非瓣膜性房颤患者肠道菌群较健康老年群体发生了改变。本研究也发现房颤患者直肠真杆菌与永久性房颤有一定的相关性，这些都将为进一步研究房颤发病机制提供新思路。

CHA2DS2-VASc评分包括心力衰竭、高血压、年龄、糖尿病、血管性疾病、性别、脑卒中等，是评估房颤患者血栓风险的有效手段。老年房颤患者往往合并了多种基础疾病，是临床医生治疗的一大难题。研究表明肠道菌群与高血压、心力衰竭、冠心病、糖尿病、脑梗死、年龄等均相关。

肠道菌群与高血压关系的研究较多。在高血压动物模型研究中显示，菌群多样性和丰度降低，类杆菌的比率增加，产乙酸、丁酸的细菌减少，表明肠道菌群的丰度与血压上升有一定关系[10]。本研究也发现高血压与观察组的类杆菌有相关性，与既往的研究一致。Yang等[11]、Khalesi等[12]分别在动物实验和临床试验研究发现，给予益生菌调整肠道菌群后，宿主的血压下降。其机制可能是肠道菌群产生和降解的乙酸、丙酸和丁酸这些短链脂肪酸能够扩张血管，而醋酸盐与低氧血症、血管扩张、心输出量增加显著相关[13]。可见肠道菌群与高血压关系密切，调整饮食结构、服用益生菌或许可以降低患者的血压水平。

肠道菌群与CHA2DS2-VASc的其他几个评分点同样相关。慢性心力衰竭患者的肠道通透性可发生改变，改变的分子水平代谢和营养吸收影响全身新陈代谢和炎症反应[14-15]，右心房压力和CRP水平与肠道通透性呈正相关，而慢性心力衰竭患者体内的志贺菌、沙门菌、空肠弯曲菌等致病菌数量明显增加，显示菌群的移位加重了慢性心力衰竭[16]。Cui等[17]对健康志愿者和冠心病患者的肠道菌群分析发现两者存在差异，冠心病组较健康组类杆菌比例低，厚壁菌比例高；Jie等[18]对动脉粥样硬化患者和健康对照者粪便研究发现，观察组链球菌和肠杆菌的丰度增加，这些菌有利于几种重要的心血管因子的运输。糖尿病和肥胖以胰岛素抵抗和低水平炎症反应为特征，而肠道菌群与宿主间存在着调节能量平衡和炎症反应方面的关系[19]，研究发现肠道菌群通过多种机制参与糖尿病、胰岛素抵抗的发生[20]。Benakis等[21]通过使用抗生素2周诱使小鼠肠道菌群失调，可减轻急性脑损伤，其机制可能是调节性T细胞增加，分泌出的白细胞介素-17的T细胞变少，Treg通过下调缺血性脑组织的炎性反应起到对脑的保护；脑卒中后，肠道菌群可向胃肠道外周围组织器官移位，导致细菌感染，影响脑卒中的损害程度及转归[22]。随着人体衰老，肠道中糖分解的细菌减少和蛋白水解的细菌增加，双歧杆菌、类杆菌和肠杆菌的水平降低，梭菌增加；肠道微生物的年龄相关变化是疾病状态中非常重要的因素，衰老通过调节肠道微生物群的组成来影响宿主的健康状况。

总之，CHA2DS2-VASc评分相关因素复杂而且均与患者的肠道菌群密切相关，符合老年房颤的疾病特点。本研究发现除奇异菌外其他菌群与评分有一致性趋势，乳酸菌、肠杆菌随着评分增加菌群数量也增加，普拉梭菌、肠球菌、类杆菌、双歧杆菌、柔嫩梭菌、酪酸梭菌、直肠真杆菌随着评分增加菌群数量降低；同时发现普拉梭菌、类杆菌、柔嫩梭菌数量在CHA2DS2-VASc评分高危房颤患者的低中高段亚组间差异有统计学意义，说明CHA2DS2-VASc评分与菌群变化密切相关，与传统的单个指标或者相关因素比较，CHA2DS2-VASc评分有可能作为研究房颤患者菌群变化的一个独立全面的新指标。

本研究提示，老年高危非瓣膜性房颤患者肠道菌群与对照组比较有其自身特点，差异可能与CHA2DS2-VASc评分分值高低、高血压、永久性房颤存在相关性。研究还发现菌群数量和CHA2DS2-VASc评分有一致性趋势，同时普拉梭菌、类杆菌、柔嫩梭菌数量在评分低中高段亚组间有明显的差异，说明CHA2DS2-VASc评分与菌群变化相关，有可能作为房颤患者菌群变化的一个指标，但本研究样本量少、老年患者疾病多相互影响关系复杂，故相关结论仍需加大样本量进一步研究证实。