血浆生酮氨基酸水平与非瓣膜性心房颤动的相关性分析

赵云飞 杨东辉

116027 大连医科大学附属第二医院心内科

心房颤动(简称“房颤”)是成人常见的心律失常类型，具有高致残率的特点[1]。房颤时由于能量需求增加会导致心肌代谢紊乱[2-4]。而代谢紊乱可能会成为心房电重构和结构重构的驱动力[5]。因此，探究房颤患者的代谢改变可进一步了解房颤发生机制，并为临床诊断和治疗房颤提供更多的参考。酮体包括乙酰乙酸、β-羟基丁酸和丙酮，人体内生成酮体的氨基酸主要包括亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸和苏氨酸。房颤时由于代谢的改变心房肌细胞会增加酮体以及某些生酮氨基酸的利用等[6]；最近有研究报道房颤患者右心耳标本生酮氨基酸水平增加[7]，但目前对血浆中生酮氨基酸水平相关研究较少。本研究旨在分析非瓣膜性房颤患者血浆生酮氨基酸水平的变化情况，探讨其能否为临床诊断或治疗房颤提供一定的参考依据。

1 对象和方法

1.1 研究对象

回顾性纳入2019年9月至2021年9月在大连医科大学附属第二医院住院的患者共202例，其中非瓣膜性房颤患者97例(包括阵发性房颤54例、持续性房颤43例)，非房颤(窦性心律)患者105例。房颤组纳入标准：(1)房颤均由24 h动态心电图或既往房颤发作心电图诊断；根据《2020ESC/EACTS心房颤动诊断与管理指南》[8]将房颤分为阵发性房颤与持续性房颤；(2)18岁≤年龄≤80岁；(3)入院前1个月未补充外源性氨基酸，入院后检测血浆总蛋白水平在正常范围内。窦性心律组纳入标准：(1)入院后24 h动态心电图提示窦性心律，其他同房颤组纳入标准(2)和(3)。两组排除标准：(1)病例资料不完全；(2)急慢性感染；(3)进食困难或不能正常进食；(4)伴有严重心功能不全；(5)妊娠期；(6)肝肾功能不全；(7)自身免疫病；(8)甲状腺功能减退或亢进；(9)糖尿病；(10)活动性肝炎、结核等传染病；(11)严重瓣膜狭窄或关闭不全；(12)病态窦房结综合征；(13)风湿性心脏瓣膜病；(14)服用激素药物。本研究符合医学伦理学要求，所有患者均知情同意。

1.2 资料收集

1.2.1 一般资料收集 记录性别、年龄，吸烟史、饮酒史，高血压史、冠心病史、缺血性脑卒中史及左心房内径，入院后24 h平均收缩压和舒张压以及体质指数。

1.2.2 血生化指标和氨基酸水平检测 所有入选患者禁食≥10 h后，清晨抽取血样，进行血生化指标包括高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇、三酰甘油和血浆氨基酸水平检测。医院检验科采用液相色谱-质谱法靶向代谢组谱分析检测血浆氨基酸水平，过程如下：(1)样本前处理：①工作曲线配制：取校准品工作液A-F 5 μL，依次加入空白基质溶液BM 45 μL，加入10 μL试剂N1→涡旋混匀→加入50 μL试剂H2，涡旋混匀20 s→30℃反应20 min→加入200 μL试剂D3→涡旋混匀3 min，→4℃，14 000 rpm，离心5 min→取上清液待进样；②生物样品配制：取样品吸50 μL，依次加入10 μL试剂N1→涡旋混匀→加入50 μL试剂H2，涡旋混匀20 s→30℃反应20 min→加入200 μL试剂D3→涡旋混匀3 min，→4℃，14 000 rpm，离心5 min→取上清液待进样。(2)运用液相色谱串联质谱联系统进行分析。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 基本临床资料

房颤组和窦性心律组的人口统计学和基线特征见表1。房颤组年龄、左心房内径和体质指数均高于窦性心律组(均为P<0.01)，高密度脂蛋白胆固醇低于窦性心律组(P=0.001)。进一步比较阵发性房颤和持续性房颤患者的人口统计学和基线特征见表2，发现持续性房颤患者的左心房内径高于阵发性房颤患者(P=0.000)。

表1 房颤组与窦性心律组的基本临床资料比较

表2 阵发性与持续性房颤组的基本临床资料比较

2.2 氨基酸水平差异性分析

房颤组的血浆丙氨酸、精氨酸和酪氨酸水平均高于窦性心律组(P<0.01)，见表3。而阵发性房颤组和持续性房颤组血浆氨基酸水平比较，差异均无统计学意义(均为P>0.05)。

表3 房颤组与窦性心律组的血浆氨基酸

2.3 多因素logistic回归分析

以房颤为因变量，以年龄、体质指数、高密度脂蛋白胆固醇、左房内径以及有统计学差异的氨基酸为自变量，经过二元logistic回归分析发现，年龄、左心房内径、丙氨酸、天冬酰胺、赖氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸是发生房颤的独立相关因素(均为P<0.05)，其中赖氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸均为生酮氨基酸(表4)。

表4 房颤发生的多因素logistic回归分析

2.4 生酮氨基酸对房颤诊断价值的ROC曲线分析

赖氨酸对预测房颤发生AUC为0.733(95%CI：0.664～0.803，P<0.01)，敏感度为72.2%，特异度为65.7%，最佳临界值为160.09 μmol/L；苯丙氨酸AUC为0.864(95%CI：0.812～0.916，P<0.01)，敏感度为82.5%，特异度为81.0%，最佳临界值为41.20 μmol/L；色氨酸AUC为0.872(95%CI：0.823～0.921，P<0.01)，敏感度为84.5%，特异度为78.1%，最佳临界值为48.64 μmol/L；酪氨酸AUC为0.842(95%CI：0.786～0.898，P<0.01)，敏感度为89.7%，特异度为72.4%，最佳临界值为42.14 μmol/L(图1)。

图1 生酮氨基酸预测房颤发生的ROC曲线

3 讨论

目前，多项研究表明房颤时心肌能量代谢发生了变化[3， 9-10]，有文献提出房颤患者心房线粒体的功能出现异常[11]，也有研究表明代谢性疾病与房颤发生有关[12-13]。房颤时心肌能量需求会引起代谢通路的变化。酮体可能是房颤的重要燃料[7]，β-羟基丁酸分解为乙酰辅酶A可抑制丙酮酸脱氢酶复合体功能，从而在心肌中发挥节糖作用。使丙酮酸脱氢酶复合体失活的丙酮酸脱氢酶激酶1在房颤中会上调，而逆转这种抑制功能的丙酮酸脱氢酶磷酸酶在房颤中会下调[14]。因此，在房颤时丙酮酸脱氢酶复合体功能受到抑制，心肌中葡萄糖6-磷酸水平会升高使葡萄糖转向糖原合成，酮体及生酮氨基酸由于生理性作用生成可能会增加。本研究以此为基础对房颤患者血浆氨基酸代谢谱进行分析，发现生酮氨基酸包括赖氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸的水平升高。

Mayr等[7]通过采集非风湿性瓣膜房颤患者和窦性心律者的右心耳组织标本，用代谢组学方法分析其氨基酸水平变化，发现房颤患者酮体β-羟丁酸(P=0.006)浓度升高，生酮氨基酸酪氨酸(P=0.002)水平增加。而本研究采用相同方法对房颤患者血浆氨基酸水平进行研究，发现房颤患者的酪氨酸水平也同样升高。同样，She等[15]收集23例房颤患者和37例窦性心律者血浆标本，经过分析发现两组间L-赖氨酸(P<0.01)、L-缬氨酸(P<0.05)、L-苏氨酸(P<0.001)、L-蛋氨酸(P<0.05)、L-异亮氨酸(P<0.001)、甘氨酸(P<0.05)、L-亮氨酸(P<0.01)水平差异均有统计学意义。本研究经分析发现，房颤组的生酮氨基酸水平(亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、苏氨酸)均高于窦性心律组(均为P<0.01)。经多因素分析后发现，生酮氨基酸赖氨酸(P=0.001)、苯丙氨酸(P=0.000)、色氨酸(P=0.000)和酪氨酸(P=0.048)是发生房颤的独立相关因素。Rusnak等[16]对接受介入性左心耳封堵术患者进行了研究，介入治疗前(T0)和6个月后(T1，中期随访)采集外周血样进行分析，结果发现44例非瓣膜性房颤患者在中期随访时，血浆生酮氨基酸中苯丙氨酸(8.2%，P=0.006)、色氨酸(20.3%，P=0.0006)和酪氨酸(20.2%，P=0.0001)发生了变化。但Ko等[17]对2 458例非房颤患者随访10年，共156例(6.3%)参与者发生房颤事件，通过采集其血浆标本，用液相色谱-质谱法测定氨基酸、脂类等血浆代谢物，却发现氨基酸与房颤无明显相关。

房颤时心房肌细胞会出现糖原堆积现象[18-20]，由于房颤时酮体水平升高，它能抑制丙酮酸脱氢酶复合体功能使葡萄糖转向糖原合成[7]。而本研究发现房颤患者生酮氨基酸水平升高，也间接性支持房颤时酮体水平增加的观点；所以，酮体水平升高可能是心房肌糖原堆积的原因之一。Embi等[21]对山羊心耳进行糖原浓度测量，发现糖原含量在左右心房分布不均，提出此现象可阻碍细胞传导使左心房更易发生折返性房颤。因此，房颤时糖原增加可能会破坏心房肌细胞的稳定性[21]；也有研究报道心房重构特征之一是细胞内糖原积累[18]。所以，房颤时心房肌内糖原升高，可能会影响左心房内传导系统以及参与心房重构，它也可能是“房颤导致房颤”的原因之一。

综上，代谢紊乱在房颤发生发展中具有重要作用，它可能会成为房颤的重要研究方向之一。本研究发现房颤患者血浆部分生酮氨基酸水平发生变化，这些氨基酸可能会成为诊断房颤的循环生物标志物。尽管本研究从多方面分析血浆氨基酸水平，但仍存在局限性：首先，尽管有严格纳入及排除标准，但亦不排除潜在因素对血浆氨基酸水平的影响；第二，本研究仅对血浆氨基酸进行分析，若同时对血浆酮体进行分析，将更加全面地阐述生酮氨基酸与房颤的关系；最后，本研究仅得出部分生酮氨基酸与房颤相关，可能是由于样本量选取较少，需要大样本量研究进一步探讨。

利益冲突：无