TMAO 與心房顫動發生與維持的關系

劉玉芝，張少陽，任玉華

（聊城市人民醫院 心內科，山東 聊城）

0 引言

心房顫動（簡稱房顫）是臨床上最常見的心律失常之一，在我國總體人群患病率為1%[1]，其發病率隨年齡增長而增加。房顫的危險因素有：年齡老齡化、心臟病、高血壓病、糖尿病、甲狀腺功能亢進、肥胖、精神緊張、電解質紊亂、嚴重感染、炎性標志物等[2]。房顫可并發中風、心力衰竭，最嚴重并發癥為血栓栓塞、中風，增加死亡率而嚴重危害人類健康。氧化三甲胺（TMAO）是含磷脂酰膽堿、膽堿的動物制品經腸道菌群代謝吸收后在肝臟內氧化的產物。多項研究發現TMAO 與心血管疾病有關，如冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、心力衰竭、高血壓病、血脂異常，另外與腦卒中、慢性腎功能不全、糖尿病等疾病相關[3-5]。了解腸道微生物群與心血管疾病的關系是一個不斷擴展的研究領域，特別是心律失常方面研究較少。本研究通過測定房顫患者血漿TMAO 水平來探討其與心房顫動發生與維持的關系。

1 對象與方法

1.1 對象

選取2018 年1 月至2019 年9 月于聊城市人民醫院心內科就診的房顫患者119 例，根據房顫發病的持續時間進行分類，分為陣發性房顫、持續性房顫、永久性房顫。陣發性房顫指的是房顫持續小于7 天，可以自行中止或藥物中止者；持續性房顫指房顫持續發作大于7 天，必須通過藥物或電復律轉復，但在短時間內又復發，7天＜發作持續時間≤1 年者；永久性房顫指房顫持續時間大于一年以上，不能轉復為竇性心律或在轉復后24h 內復發者。

本研究根據上述診斷標準入選陣發性房顫32 例，持續性房顫47 例，永久性房顫40 例，選擇無房顫史，心電圖檢查為竇性心律者36 例作為對照組。入選標準：年齡40～85 歲；無甲狀腺功能異常；無急性冠脈綜合征；無腹瀉；未服用過益生菌；無急性出血；無肝腎功能不全；2 個月內無手術、外傷及急慢性感染性疾病；無自身免疫性疾病及惡性腫瘤。房顫患者用藥情況：房顫的治療以穩定心率及抗凝藥物為主，三組房顫患者根據具體病情應用β 受體阻滯劑（美托洛爾或比索洛爾）、普羅帕酮或地高辛穩定心率治療，根據CHA2DS2-VASc 評分，評分≥2 分的予以抗凝治療（華法林、利伐沙班或達比加群酯）。各組在性別、年齡、合并的基礎疾病、房顫患者用藥情況等因素上相互匹配（表1）。

1.2 方法

所有患者均在清晨、空腹、清醒時抽取肘靜脈血，每次抽3mL置于干管中，3500r/min 離心5 分鐘取血漿，采用高效液相色譜串聯質譜法測定TMAO 水平，采用化學免疫發光法測定BNP 水平。以心臟超聲長軸M 型切面測量的左心房前后徑作為心房內徑，取心尖四腔心及兩腔心切面，采用雙平面Simpson 法計算左心室射血分數。

表1 四組患者基本的臨床資料

表2 四組患者 TMAO、LAD、EF、BNP 測定結果

1.3 統計學處理

應用SPSS 23.0 統計軟件進行統計分析。計數資料用[n（%）]表示，四組間計數資料比較采用χ2檢驗，計量資料以均數±標準差（）表示，四組間樣本比較采用單因素方差分析，若方差不齊，采用秩和檢驗進行比較。對TMAO 與左心房內徑、左室射血分數做pearson 相關分析。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 患者基本資料

四組患者年齡、性別、飲食、合并基礎疾病、房顫患者用藥情況等臨床資料差異無統計學意義（P＞0.05），但心功能分級有差別，房顫組心功能明顯較對照組差（P＜0.05）（表1）。

2.2 四組患者TMAO、BNP、LAD、EF 測定結果

TMAO 表達水平在永久房顫組、持續房顫組、陣發性房顫組均 高 于 對 照 組（10.03±1.13）μmol/L、（10.02±1.01）μmol/L、（9.39±1.32）μmol/L vs （8.51±1.18）μmol/L（P＜0.05）；永 久房顫組和持續房顫組高于陣發房顫組（10.03±1.13）μmol/L、（10.02±1.01）μmol/L vs （9.39±1.32）μmol/L（P＜0.05）。永久房顫組LAD 大于持續房顫組、陣發性房顫組、對照組（46.53±6.68）mm vs （43.88±6.37）mm、（41.09±5.51）mm、（38.52±4.64）mm（P＜0.05）；永久房顫組和持續房顫組BNP 水平高于陣發房顫組和 對 照 組（343.10±185.57）pg/mL、（352，21±158.38）pg/mL vs（273.56±176.59）pg/mL、（230.98±154.04）pg/mL（P＜0.05）；持續性房顫組LAD 大于陣發性房顫組和對照組（43.88±6.37）mm vs （41.09±5.51）mm、（38.52±4.64）mm（P＜0.05）。而 永 久 房顫組EF 低于持續房顫組、陣發性房顫組、對照組（45.93±8.08）%vs （49.51±7.26）%、（54.02±8.20）%、（54.75±6.36）%（P＜0.05）；持續性房顫組EF 低于陣發性房顫組和對照組（49.51±7.26）%vs （54.02±8.20）%、（54.75±6.36）%（P＜0.05）。（表2）。

2.3 血漿TMAO 水平與BNP、LAD、EF 的相關性

TMAO 水平與BNP 成正相關（r=0616，P＜0.01），TMAO 水平與LAD 成正相關（r=0.273，P=0.01），與EF 呈負相關（r=-0.198，P=0.014）。

3 討論

心房顫動（AF）是最常見的心律失常。伴隨著發病率、并發癥和死亡率增加，人們對其危險因素的研究越來越多，包括老齡化，高血壓、充血性心力衰竭、冠心病、心臟瓣膜病，糖尿病，男性，左心室肥大、肥胖、飲酒過度、睡眠呼吸暫停、運動量少等。然而，沒有一個確定的臨床因素或組合臨床因素能準確的預測其風險性[6,7]。因此，目前的研究重點是識別可準確預測房顫發展的生物標志物。本研究通過校正房顫的其他危險因素后，根據房顫的發病時間分組，通過測定119 例房顫患者與36 例正常竇律者血漿TMAO 的水平，同時測定血漿BNP 水平、LAD、EF 來評價其與房顫發生與維持的關系。心肌張力的增加、血管緊張素Ⅱ、內皮素等體液因素可促進BNP 的釋放。Silvet 等[8]發現心房肌的擴張及容量超負荷可導致BNP 水平升高，與慢性房顫密切相關。Inohara 等[9]關于BNP 與房顫進展及臨床療效的研究結果顯示，基于BNP 的風險評分比傳統風險評分在評估房顫進展及預測心血管或神經重大不良事件方面具有更好的鑒別能力。另外，心房增大和纖維化等病理改變也可能導BNP 升高。 BNP 水平可反映出更高程度的系統性炎癥，這也與房顫的發生有關。因此BNP 水平可反映房顫的嚴重程度。左心房擴大與房顫互為因果關系，左心房擴大促進房顫復發、血栓形成，故左心房內徑大小也可能反映房顫的嚴重程度。另外，本研究結果示房顫患者發病時間越長，BNP 水平越高，LAD 增大越明顯，EF 值降低越明顯，與既往研究結果相似。隨著心房顫動的發展，TMAO 水平明顯升高，且其與BNP、LAD、EF 均具有相關性，進一步提示其與房顫的嚴重程度有關。因此，血漿氧化三甲胺水平可能是預測房顫發病與維持的獨立危險因素。

TMAO（氧化三甲胺）是腸道菌群在消化過程中產生的代謝物。TMAO 來源于腸道菌群對三甲胺（TMA）的氧化，腸道微生物將攝入的膽堿、肉毒堿、卵磷脂等營養前體代謝產生TMA，TMA經循環進入肝臟，在肝臟中經氧化酶氧化生成TMAO。而TMAO前體物質-膽堿及肉堿在紅肉中的含量最高，長期攝入紅肉會使腸道細菌產TMAO 的能力增強[10,11]。Wang 等[12]做的一項研究中，入組113 名健康成人，隨機分成3 組，3 組分別以紅肉、白肉、非肉類作為蛋白質主要來源（飲食中蛋白質占總熱量的25%）。經過4 周的飲食后，研究發現食用紅肉的志愿者血漿中TMAO 及前體物質（甜菜堿、肉毒堿、丁酰甜菜堿、巴豆甜菜堿）的含量均顯著高于白肉與非肉組。紅肉飲食期間志愿者血漿中TMAO 水平平均升高了3 倍，部分志愿者TMAO 水平甚至增加了10 倍。雖患者飲食攝入或腸道菌群變化不可控制，但人體TMAO 水平及腸道細菌產TMAO 的能力主要受紅肉飲食的影響，本實驗中通過調查每組患者每日平均進食紅肉量發現四組之間無統計學差異。氧化三甲胺已被確定為參與動脈粥樣硬化、糖尿病性心血管疾病和心力衰竭等心血管疾病的發病機制的生物標志物[13]。近期的研究表明[14]TMAO 及其前體與心血管代謝疾病，如2 型糖尿病（T2DM）、冠心病（CAD）、心肌梗死（MI）、中風、房顫（AF）和慢性腎臟疾病（CKD）之間存在因果關系。Svingen 等[15]的流行病學研究3797例疑似穩定性心絞痛的患者，隨訪平均7.3-10.8 年，結果顯示血漿T MA O水平升高伴隨房顫發生風險增髙，但其研究尚不能表明存在血漿氧化三甲胺與房顫之間存在因果關系。Yu 等[16]將TMAO 注入到犬心外膜心臟自主神經節中，通過快速心房起搏（RAP）構建急性房顫模型，發現心房自主神經節活性顯著增高，心房ERP 顯著縮短，心房顫動易顫窗變寬，增加了心房結構重構因子（NGF）及c-fos 的表達，上調了血清炎性因子IL-6、TNF-α。這項研究結果表明，TMAO 通過增加系統炎癥狀態、增強心臟自主神經活性導致心臟結構重構及電重構。

心房顫動的發病與維持為多種因素共同作用的結果。其中炎癥介質介導心房的結構重構和電重構，是房顫維持和進展的重要因素，而心臟自主神經重構及活性增高在心房顫動的發生和維持中也發揮重要作用。而氧化三甲胺促進房顫發生維持的機制考慮為：1）心房自主神經節位于心外膜脂肪墊中，其活性增高，通過ganglionated plexi （GP）調節，可導致心房電重構及結構重構，從而進一步促進心房顫動的發生及維持[17]。而腸道菌群及其代謝產物可促進腸道神經生成并增強心臟自主神經活性[18]，考慮此為TMAO 與房顫發生與維持之間的機制之一。2）炎癥信號在房顫病理生理中的作用也越來越受到人們的關注。氧化三甲胺已經被證明可以增加氧化應激，損害線粒體功能，抑制mTOR 信號，上調巨噬細胞的表達[19]，激活NLRP3 炎性小體[20]誘導內皮功能障礙，激活促炎NFκB-p65 信號通路[16]等促進機體的炎癥反應，導致心房的機械重構和電重構。考慮促進機體的炎癥反應為其影響房顫的另一機制。

但是，由于飲食攝入或腸道菌群變化而引起的血漿氧化三甲胺水平的改變是否足以直接調節心臟的自主神經系統或激活心肌細胞的炎性小體通路仍不清楚。另外本項研究入組例數較少，存在一定的限制，但可為腸道代謝和心臟電生理之間提供了一條潛在的途徑，以細化目前AF 發展的臨床危險因素的預測價值，為房顫的臨床治療提供一定的幫助。