血漿氧化三甲胺水平與冠心病患者預后關系的薈萃分析

韓嘉明 陳先慧 馬玉蘭

810008 西寧,青海大學醫學院(韓嘉明、陳先慧);810012 西寧,青海大學附屬醫院心血管內科(馬玉蘭)

腸道菌群與大腸黏膜結合形成腸道屏障,避免腸道內的致病菌與毒素進入內循環形成炎癥反應[1]。近年來,大量研究顯示腸道菌群及其代謝產物參與如膽固醇代謝、尿酸、氧化應激、炎癥反應等代謝過程[2-3]。其中,氧化三甲胺(trimethylamine N-oxide,TMAO)是一種小分子有機化合物。當機體攝入含有甜菜堿、左旋肉堿及膽堿等食物時,會被腸道中各種酶轉化為三甲胺[4],隨后被進一步吸收到門靜脈循環當中,通過肝臟中的黃素單加氧酶氧化為TMAO[5]。近期有研究發現,血漿TMAO水平與冠心病的危險因素,如高血壓、糖尿病、血脂異常等明顯相關[6-9]。當因各種原因導致TMAO生成過多或者其排泄受到阻礙時,會導致正常人群的血漿TMAO水平升高并長期處于一個較高狀態,而長期升高的TMAO水平會促進動脈粥樣硬化的發生發展[10],并增加了冠心病的發病風險[11]。同時,血漿TMAO水平與冠心病患者冠狀動脈的狹窄程度也明顯相關[12-13]。因此,需要進一步研究血漿TMAO水平與冠心病患者發生主要不良心血管事件(major adverse cardiac event,MACE)和全因死亡的關系。本研究旨在通過薈萃分析以及劑量反應分析方法來研究血漿TMAO水平對冠心病患者發生MACE和全因死亡的預后價值,以對未來改善冠心病患者預后的治療提供一定的參考。

1 資料與方法

1.1 文獻檢索策略

通過計算機搜索中國知網、萬方數據庫、Pubmed、Embase、Cochrane Library、Web of Science等公開發表的血漿TMAO水平與冠心病患者發生MACE和全因死亡關系的前瞻性隊列研究。檢索時限從建庫至2023年2月,采用“主題詞+自由詞”結合的檢索方式,中文檢索詞:“氧化三甲胺”“冠心病”“心絞痛”“心肌梗死”“心肌缺血”“急性冠狀動脈綜合征”“冠狀動脈疾病”。英文檢索詞:“trimethylamine N-oxide”“TMAO”“coronary atherosclerotic heart disease”“angina”“myocardial infarction”“myocardial ischemia”“acute coronary syndrome”“coronary artery disease”。同時,檢索納入研究的參考文獻。

1.2 納入及排除標準

納入標準:(1)研究對象為明確診斷為冠心病的患者;(2)主要結局事件為MACE,包括心力衰竭、心肌梗死、卒中、死亡或全因死亡;(3)觀察指標:血漿TMAO水平;(4)研究提供與結局事件相關的危險比(hazard risk,HR)及95%可信區間(confidence interval,CI);(5)研究類型為前瞻性隊列研究。排除標準:(1)無法獲取完整及有效數據的文獻;(2)動物實驗類文獻、綜述、會議摘要或病例報告;(3)重復發表的文獻;(4)低質量文獻。

1.3 文獻篩選及數據提取

由兩名研究者根據文獻的納入標準以及排除標準獨立進行文獻篩選和數據提取,意見不一致時則與第3位研究者共同協商。從文獻中提取的資料包括:第一作者、國家、發表時間、研究對象、樣本量、平均年齡、血漿TMAO水平、隨訪時間、校正因素和結局事件(MACE/全因死亡)。

1.4 文獻質量評價

文獻質量采用紐卡斯爾-渥太華量表[14](Newcastle-Ottawa scale,NOS)進行評價,量表內容包括研究對象(4分)、組間可比性(2分)和結果測量(3分),滿分為9分。其中NOS≥7分為高質量文獻,5～6分為中等質量文獻,≤4分為低質量文獻,低質量文獻不納入薈萃分析中。

1.5 統計學方法

采用Stata 17.0軟件進行數據分析,使用Q檢驗和I2檢驗對納入研究的異質性進行評估。若I2<50%表明各文獻間不存在統計學異質性,采用固定效應模型進行薈萃分析;若納入研究的I2≥50%表明各文獻間存在統計學異質性,采用隨機效應模型進行薈萃分析,并采用亞組分析探討異質性來源;采用Begg’s檢驗和Egger’s檢驗評估其是否存在發表偏倚;逐一剔除研究后進行敏感性分析。對于TMAO水平與MACE、全因死亡的劑量反應關系的評價,則通過篩選包含以下數據的文獻:(1)每個區間血漿TMAO水平的均值;(2)每個區間的總例數;(3)每個區間發生結局事件(MACE/全因死亡)的總例數;(4)每年發生例數;(5)每個區間的HR值(95%CI)。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 文獻篩選結果

初步檢索出文獻共計674篇,其中中國知網(43篇)、萬方數據庫(48篇)、Web of science(136篇)、Cochrane library(196篇)、Embase(147篇)、PubMed(104篇)。經過納入標準以及排除標準篩選后,最終納入13篇文獻,包括15項研究[15-27]。

2.2 納入文獻的基本特征和文獻質量評價

共納入12 999例患者,年齡為59～74年,TMAO水平為2.57～7.50 μmol/L,隨訪時間從住院期間到7年。因納入的2篇文獻[22,27]中包含兩個不同的隊列,將其分開列入薈萃分析中。其中,9項隊列研究報道了血漿TMAO水平與冠心病患者發生MACE的關系,11項研究報道了TMAO與冠心病患者全因死亡的關系。3項研究報道了血漿TMAO水平與MACE之間的劑量反應關系[17,19,25],3項隊列研究報道了血漿TMAO水平與全因死亡的劑量反應關系[17,20,25]。文獻質量評價顯示,6篇文獻[17,22-24,27]NOS評分為7分,2篇文獻[20-21]NOS評分為8分,7篇文獻[15-16,18-19,22,25-26]NOS評分為9分(表1、表2)。

表1 納入文獻的基本特征和質量評價

表2 納入文獻結局事件發生風險及校正因素

2.3 薈萃分析結果

2.3.1 血漿TMAO水平與冠心病患者發生MACE事件的關系 9項研究中報道了血漿TMAO水平與冠心病患者發生MACE的關系。因各研究之間不存在統計學意義的異質性(I2=26.9%,P=0.205),因此采用固定效應模型進行薈萃分析,結果顯示,血漿TMAO水平與冠心病患者MACE明顯相關(HR=1.79,95%CI:1.53～2.09)(圖1)。

圖1 冠心病患者血漿氧化三甲胺水平與發生不良心血管事件關系的森林圖

根據隨訪時間的亞組分析結果顯示,隨訪時間≤3年的冠心病患者發生MACE的風險與血漿TMAO水平顯著相關(HR=1.75,95%CI:1.48～2.09);隨訪時間>3年的冠心病患者發生MACE的風險與血漿TMAO水平的相關性有所增加(HR=1.95,95%CI:1.38～2.72)。

2.3.2 血漿TMAO水平與冠心病患者全因死亡事件的關系 11項研究中報道了血漿TMAO水平與冠心病患者全因死亡的關系。各研究間存在統計學意義的異質性(I2=80.9%,P=0.001),采用隨機效應模型進行薈萃分析。結果顯示,血漿TMAO水平與冠心病患者全因死亡明顯相關(HR=2.15,95%CI:1.55～2.98)(圖2)。

圖2 冠心病患者血漿氧化三甲胺水平與全因死亡關系的森林圖

根據隨訪時間的亞組分析結果顯示,隨訪時間≤3年的冠心病患者全因死亡的風險與血漿TMAO水平顯著相關(HR=2.03,95%CI:1.14～3.62);隨訪時間>3年的冠心病患者全因死亡的風險與血漿TMAO水平的相關性有所增加(HR=2.10,95%CI:1.59～2.78)。

2.3.3 血漿TMAO水平與冠心病患者全因死亡事件的亞組分析 為了進一步明確異質性的來源,根據被研究人群的隨訪時間、TMAO水平、發表年份、人群平均年齡以及樣本量進行進一步的亞組分析。結果顯示,經各組亞組分析合并后未發現明顯的異質性來源(表3),因此需要進一步的敏感性分析。

表3 血漿氧化三甲胺水平與冠心病患者全因死亡關系的亞組分析

2.3.4 敏感性分析及發表偏倚 納入血漿TMAO水平與冠心病患者發生MACE關系的9項研究,Begg’s檢驗結果(Z=1.98,P=0.048)和Egger’s檢驗結果(t=2.11,P=0.073)均提示無明顯發表偏倚。敏感性分析逐一剔除研究后HR未見明顯改變,故研究結果基本可靠。

納入血漿TMAO水平與冠心病患者全因死亡關系的11項研究,Begg’s檢驗結果(Z=0.93,P=0.350)和Egger’s檢驗結果(t=2.61,P=0.028)均提示存在發表偏倚,敏感性分析逐一剔除研究后HR未見明顯改變,故研究結果基本可靠。

2.4 血漿TMAO水平與冠心病患者發生MACE的劑量反應關系

研究中3篇文獻[17,19,25]3項研究符合血漿TMAO水平與冠心病患者預后發生MACE的劑量反應關系,結果顯示血漿TMAO水平與冠心病患者發生MACE的風險呈線性劑量反應關系,血漿TMAO水平每升高1 μmol/L,MACE發生風險增加4.5%。當血漿TMAO水平為5 μmol/L,MACE發生的風險增加25.2%;當血漿TMAO水平為10 μmol/L,MACE發生的風險增加56.8%(圖3)。

圖3 血漿氧化三甲胺水平與發生心血管事件的劑量反應關系

2.5 血漿TMAO水平與冠心病患者全因死亡的劑量反應關系

研究中3篇文獻[17,20,25]3項研究符合血漿TMAO水平與冠心病患者全因死亡的劑量反應關系,結果顯示血漿TMAO水平與冠心病患者全因死亡的風險呈線性劑量反應關系,血漿TMAO水平每升高1 μmol/L,全因死亡風險增加5.8%。當血漿TMAO水平為5 μmol/L,全因死亡風險增加32.3%;當血漿TMAO水平為10 μmol/L,全因死亡風險增加74.9%(圖4)。

圖4 血漿氧化三甲胺水平與全因死亡的劑量反應關系

3 討論

本薈萃分析共納入13篇文獻15項研究,在對包括年齡、性別、既往病史、腎小球濾過率等各種因素進行校正后,結果顯示,血漿TMAO水平與冠心病患者發生MACE和全因死亡的風險顯著相關;亞組分析結果顯示,血漿TMAO水平對冠心病患者長期發生MACE和全因死亡的風險更具有預測價值,這可能與冠心病患者體內的血漿TMAO水平長時間保持著高水平狀態所導致的。劑量反應關系結果顯示,血漿TMAO水平與冠心病患者發生MACE和全因死亡的風險呈線性劑量反應關系,血漿TMAO水平每升高1 μmol/L,冠心病患者預后發生MACE的風險增加4.5%,全因死亡風險增加5.8%。

冠心病患者的長期心血管結局與血漿TMAO水平相關。當冠心病患者體內血漿TMAO水平長期處于較高狀態時,一方面會導致冠心病患者的病情加重,另一方面使得冠心病患者的預后變差。相關研究發現,血漿中TMAO水平升高會導致膽固醇轉運和代謝發生障礙,使得膽固醇被巨噬細胞吞噬并積聚,引起泡沫細胞的生成增加,促進動脈粥樣硬化斑塊的形成與加重[28], 同時還會導致動脈粥樣硬化斑塊更加容易破裂,增加心肌梗死的風險[29]。另外,TMAO水平升高還會降低血管內皮自我修復功能以及增加單核細胞黏附,使得血管內皮功能發生損害,引起血管炎癥的發生[30]。當機體體內TMAO水平升高時,還會引起血小板在血管內聚集,增加血栓發生的風險[31]。以上機制都會使得冠心病患者的病情加重,使得冠心病患者預后發生MACE和全因死亡的風險增加。盡管針對降低血漿TMAO水平以降低冠心病的發生率以及預后不良結局的試驗仍停留在動物試驗階段,臨床上還未有相關的治療方案,但結果表明其存在著一定的臨床可行性,因此需要更多的臨床試驗以來對其進行驗證[32-35]。

本研究仍存在著一定的局限性。(1)不同研究之間存在著一定的差異性,如種族、地域、飲食、血液采集時間等環境因素的影響可能會導致結果的偏差;(2)盡管本薈萃分析納入了13篇文獻15項研究,但每項研究進行校正的因素不同,可能存在一定的結果偏差;(3)每項研究之間TMAO水平區間界值差別較大,一定程度上影響最終的結果。

總之,本研究發現血漿TMAO水平與冠心病患者發生MACE和全因死亡明顯相關,冠心病患者血漿TMAO水平與MACE、全因死亡存在線性劑量反應關系。血漿TMAO水平對冠心病患者預后有一定預測價值,其水平升高可能提示冠心病患者預后不良。

利益沖突:無