冠心病病人血浆氧化三甲胺浓度与不良预后关系的剂量-反应Meta分析

雷运臻,黄南渠,袁正强

冠心病(coronary heart disease,CHD)是一种以慢性炎症反应和斑块堆积为特征的心血管疾病,临床上表现为冠状动脉管腔狭窄或闭塞。《中国心血管健康与疾病报告 2020 概要》指出我国现有冠心病人1 139万例[1],给社会和家庭带来了沉重负担。部分研究认为,冠心病病人血浆氧化三甲胺(TMAO)浓度与全因死亡率及恶性心血管事件存在相关性[2-3],但也有研究持相反观点[4],针对冠心病病人的不良预后与血浆TMAO浓度之间的关系还不明确,考虑到本研究中Meta分析纳入的文献较少,因此将全因死亡率与主要心血管不良事件(MACE)统一归纳为不良预后,进一步探讨血浆TMAO浓度与冠心病预后的相关性,以期为提高冠心病病人的预后和生活质量提供参考。

1 资料与方法

1.1 纳入标准

1)研究对象:冠心病合并血浆TMAO水平升高病人;2)研究结局指标:MACE(心血管死亡、心肌梗死、脑卒中、血管重建、再入院)或全因死亡;3)获得与结局事件相关的有效风险比(HR)和95%置信区间(95%CI);4)对研究结果相关的变量[年龄、性别、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、吸烟、有无糖尿病史、高血压、高脂血症、C 反应蛋白、估算的肾小球滤过率(eGFR)]进行调整;5)随访时间≥1年。

1.2 排除标准

1)动物实验;2)综述及病例报告;3)无法获取有效数据;4)重复发表的论文;5)严重肝肾功能不全病人。

1.3 检索策略

计算机检索PubMed、the Cochrane Library、EMbase、中国知网(CNKI)、万方和维普数据库,检索时限均为建库至2022年4月。英文检索词包括coronary artery disease、artery disease、coronary artery diseases、left main coronary artery disease、left main disease、left main diseases、left main coronary disease、coronary arteriosclerosis、coronary arterioscleroses、atherosclerosis、coronary、trimethyloxamine、trimethylammonium oxide、trimethylamine N-oxide、TMAO、trimethylamine oxide。中文检索词包括冠状动脉粥样硬化性心脏病、冠心病、心脏病、冠状动脉疾病、冠状动脉心脏病、冠状动脉粥样硬化、缺血性心脏病、缺血性心肌病、冠状动脉粥样硬化、冠状动脉粥样硬化症、心绞痛、氧化三甲胺、三甲胺。

1.4 研究方法

由2名研究人员按照纳入与排除标准独立筛选文献、提取资料和对纳入研究进行质量评价,如遇分歧则讨论解决或交由第3方仲裁决定。阅读全文后对资料和数据进行提取,提取的资料包括作者、文献发表时间、研究实施国家、年龄、TMAO浓度、随访时间、调整混杂因素后的效应指标(HR值和95%CI)、校正因素和病例数。

1.5 质量评价

由2名医师分别进行文献质量评价,如有分歧请第3名医师参与协商,共同决定最终结果。本研究采用纽卡斯尔-渥太华量表(Newcastle-Ottawa Scale,NOS)评价文献质量,通过3部分共8个条目评价,具体包括研究人群选择可比性、暴露评价或者结果评价,质量由低到高分别对应0～9分。NOS评分≥6分认为是较高质量研究。

1.6 统计学处理

采用Stata 16.0软件进行常规Meta分析,效应指标选择HR值和95%CI,提取的是调整年龄、性别、HDL、LDL、吸烟、有无糖尿病史、高血压、高脂血症、C反应蛋白、eGFR后的HR值。纳入研究的统计学异质性采用Q检验和I2检验进行分析。I2<30%为低度异质性,30%～50%为中度异质性,>50%为高度异质性。若各项研究结果间无统计学异质性,采用固定效应模型,反之,则采用随机效应模型。针对明显的临床异质性,采用亚组分析或敏感性分析等方法进行处理。采用漏斗图评价文献发表偏倚,P<0.05提示存在发表偏倚,进一步通过剪补法分析发表偏倚对Meta分析结果所造成的影响。

2 结 果

2.1 文献筛选流程及结果

初检得到相关文献495篇文献,经逐层筛选,剔除不符合纳入标准的文献489篇,最终纳入6篇文献[2-7],共8项队列研究,文献筛选流程及结果见图1。

图1 文献筛选流程图

2.2 纳入研究的基本特征及偏倚风险评价结果

纳入研究的基本特征见表1。合并后的效应量显示差异有统计学意义,HR=1.45,95%CI(1.20,1.75),Z=3.88,P<0.001,提示血浆高浓度TMAO可能存在更高风险。详见图2。

表1 纳入研究的基本特征

图2 冠心病病人血浆TMAO升高与不良预后发生的Mate分析森林图

2.3 敏感性分析

删除任意一条文献,不会影响本次的研究结果,提示结果是稳定可靠的。详见图3。

图3 敏感性分析

2.4 发表偏倚检验

对纳入的8项队列研究进行发表偏倚检验,发现漏斗图不对称,进一步对其进行偏倚检验,得出P=0.006,提示文献存在发表偏倚,需要进行剪补法来矫正偏倚。

对于不对称的漏斗图,选择剪补法矫正,经过3次迭代,剪补后共10篇文献,HR=3.96,95%CI(3.19,5.11)。剪补前后结果出现改变,提示现有Meta分析结果并不稳定,如果未来有新的研究或报道,则会让Meta分析结果发生变化。矫正后的漏斗图见图4。

图4 剪补法矫正之后的漏斗图

2.5 亚组分析结果

2.5.1 随访时间

怀疑随访时间是异质性的来源,因此根据文献现有数据,将随访时间分为两组,分别为≤3年组和>3年组,确定异质性的因素是否为随访时间,结果发现随访时间的回归系数的P=0.86,提示随访时间未能显著影响效应量。

2.5.2 血浆TMAO浓度

怀疑血浆TMAO浓度是异质性的来源,因此根据文献现有数据,通过对血浆TMAO浓度取平均值,将血浆TMAO浓度分为两组,分别为≤3.74 μmol/L的低血浆TMAO浓度组和>3.74 μmol/L的高血浆TMAO浓度组,确定导致异质性的因素是否为血浆TMAO浓度,发现血浆TMAO浓度的回归系数的P=0.04,提示血浆TMAO浓度显著影响效应量,即血浆TMAO浓度是导致异质性原因。

进一步将血浆TMAO浓度进行亚组Meta分析。将8项队列研究分为低血浆TMAO浓度组和高血浆TMAO浓度组,分别进行Meta分析,结果显示:低血浆TMAO浓度组存在较大异质性(I2=94.6%,P=0.001);高血浆TMAO浓度组具有同质性(I2=0%,P=0.977)。因此,异质性的原因主要来源于低血浆TMAO浓度组,对高血浆TMAO浓度组采用固定效应模型进行亚组Meta分析,合并效应量的HR=1.71,95%CI(1.42,2.05),Z=5.72,P<0.05。提示血浆TMAO浓度大于>3.74 μmol/L的冠心病病人,其不良预后的发生风险增加1.71倍。详见图5。

图5 高血浆TMAO浓度组发生不良预后的Meta分析

进一步将4项队列研究纳入文献进行剂量-反应分析,并绘制剂量-反应图,冠心病病人血浆TMAO浓度每升高1 μmol/L,其不良预后的风险增加1.10倍[HR=1.10,95%CI(1.07,1.14)]。详见图6。

图6 冠心病病人高血浆TMAO与不良预后的剂量-反应关系

3 讨 论

冠心病是一种以冠状动脉狭窄为特征的心血管疾病,常见的不良预后包括急性心肌梗死、急性心力衰竭和死亡,目前对于冠心病的危险因素包括年龄、性别、高血压、糖尿病等,延缓冠心病进展主要通过“冠心病二级预防”措施[8],但临床上仍常见冠心病病人恶性心血管事件发生,进一步研究发现冠心病病人的危险因素并采取相应的干预措施,有利于提高病人的预后和生存质量。本Meta分析汇总了8项研究数据,共纳入12 952例受试者,考虑到纳入文献数量情况,进一步将MACE及全因死亡事件统一归纳为预后不良事件,其不良预后事件共2 024例。通过调整传统高风险因素包括高血压、糖尿病、高脂血症、吸烟、高龄等[1,9],在一定程度上减弱了其他因素对预后影响的干扰。结果显示,在血浆TMAO浓度大于>3.74 μmol/L的冠心病病人中,其不良预后的风险增加1.71%[HR=1.71,95%CI(1.42,2.05)],并对冠心病病人血浆TMAO与不良预后进行剂量-反应分析,提示冠心病病人血浆TMAO浓度每升高1 μmol/L,其不良预后的风险增加1.10倍[HR=1.10,95%CI(1.07,1.14)]。

通过Meta分析发现,低血浆TMAO浓度组存在较大异质性,说明引入的文献观点存在差异较大,这可能与尿液收集的时间和病人夜间饮食结构有关,循环中的 TMAO由内源性肝脏和肠道产生以及外源性食物摄入,并通过肝脏中的含黄素单加氧酶(FMO)进一步转化为 TMAO[10],最后主要通过尿液排出[11],夜间的饮食结构将会影响第2天清晨血浆中TMAO浓度,另外,尿液是TMAO排除的主要途径,尿量的多少也能直接影响血浆中TMAO水平,为了更加直观地分析TMAO与预后的相关性,研究或可进一步合并计算尿液中的TMAO浓度进行分析。

但明确的是,血浆TMAO浓度大于>3.74 μmol/L的冠心病病人与不良预后相关,这与一些现有的研究机制相符合,Mohammadi等[12]研究发现TMAO 可诱导J774A.1 小鼠巨噬细胞的过度活化,促进冠心病发展;Geng等[13]研究发现TMAO可通过CD36依赖的丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)/JNK通路促进动脉粥样硬化;Cheng 等[14]研究发现TMAO 通过激活原代人冠状动脉内皮细胞中的核转录因子-κB(NF-κB)信号通路来促进转录因子(TF)的表达,增加转录因子活性和凝血酶产生;有研究发现TMAO 可通过 Ca2+刺激增加血小板活性和促进动脉粥样硬化血栓形成疾病的发展[15],从而进一步促进疾病发展。以上研究说明,血浆TMAO是导致动脉粥样硬化的一个重要危险因素。但现有研究也有相反的观点,如Lombardo等[16]研究发现,对心脏有保护作用的鱼和蔬菜饮食实际上会增加血浆 TMAO,这与TMAO的升高与心血管疾病的危害研究所悖论,但本Meta分析可以对该现象起到一定的提示作用,或在肝肾功能正常的人群中,一定浓度范围内的血浆TMAO可通过尿液快速排除,并不会对心血管疾病造成较大危害,造成危害的主要原因是血浆中长期维持的高浓度TMAO。因此,认为控制血浆TMAO浓度对预防冠心病及降低MACE 发生率和死亡率有重要作用,建立血浆TMAO浓度筛查体系,有利于进一步预防和控制冠心病的发生发展,根据既往研究报道,通过限制饮食结构[17]、通过使用益生菌改变肠道菌群结构[18]、通过抑制黄素单氧化酶3(FMO3)活性可降低血浆TMAO水平,进一步改善病人预后[19]。这也为未来通过饮食干预来预防心血管疾病不良结局提供了新的研究方向。

本Meta分析存在以下局限性:首先,与其他观察性研究相似,本 Meta 分析不能排除由于未测量因素导致残留混杂的可能性;其次,血浆TMAO浓度主要受肠道菌群代谢及摄入食物的影响,本Meta分析未纳入病人的肠道菌群种属比例及日常食物情况,并做相应的调整,因此并未能得出饮食与肠道菌群结构及血浆TMAO的相关性[20-21];再次,TMAO的主要代谢途径为尿液,本Meta分析未记录病人尿液中TMAO浓度,因此,未能分析病人血浆TMAO浓度与代谢关系对病人不良预后的相关性。但本研究也证实了血浆TMAO浓度与冠心病不良预后的关系,对TMAO的代谢途径及冠心病的发生机制研究具有重要作用,需进一步研究肠道菌群或益生菌对血浆TMAO浓度影响,加深对冠心病发生发展机制的研究,进一步改善病人预后。

综上所述,本Meta分析结果提示,建立血浆TMAO浓度筛查机制,将冠心病病人血浆TMAO浓度控制在3.74 μmol/L以下,将进一步提高病人预后。