老年缺血性心肌病患者腸道菌群特征及其與心功能的相關性

陳傳偉，楊蘭增，趙會芬

（永城市疾病預防控制中心，河南 永城 476600）

缺血性心肌病（Ischemic cardiomyopathy，ICM）具有較高的發(fā)病率與死亡率, 患者常伴心功能不全,心功能不全是各類心血管疾病進展至終末階段的表現(xiàn)，由諸多因素共同作用、疊加導致，是ICM患者死亡率高的主要原因之一[1,2]。可見找到可能加劇ICM 患者心功能不全的影響因素, 并給予合理干預意義重大。研究發(fā)現(xiàn)，個體腸道菌群在健康情況下均處于動態(tài)平衡，但若受飲食、年齡等諸多因素干擾，稍有變化都將打破原本的平衡狀態(tài)，研究已證實，腸道菌群參與了糖尿病、高血壓、肥胖等多種疾病進展[3-5]。因糖尿病和高血壓等均是心血管疾病危險因素，故推測ICM 患者病情進展期間，腸道菌群也可能對其心功能有一定影響,但該猜測尚未被證實，相關的研究也較少[6]。心肌肌鈣蛋白T（Cardiac troponin T，cTnT）是反應心肌損傷的特異性標志物,臨床常將其作為心肌損傷相關疾病的早期診斷與預后評估[7,8]。本研究通過采集我院近年來收治的ICM 老年患者病歷資料, 觀察患者腸道菌群特征及其與心功能之間的相關性,旨在為老年缺血性心肌病患者心功能改善治療提供新思路。報告如下。

1 資料與方法

1.1 納入對象 回顧性分析我院2019 年1 月至2019 年12 月期間收治的116 例ICM 患者的病歷資料，納入的患者需滿足下列要求：⑴納入：①ICM滿足《內科學》[9]中相關診斷標準：a、存在心肌缺血或壞死依據(jù)：既往存在心血管疾病病史，且出現(xiàn)心肌梗死次數(shù)≥1 次，既往接受經(jīng)皮冠狀動脈介入術等血管重建；存在心肌缺血客觀依據(jù)：心電圖檢查提示心肌壞死,心臟超聲檢查出現(xiàn)室壁運動能力下降甚至消失，冠狀動脈造影顯示狹窄；b、心臟超聲檢查顯示心臟增大；c、合并心功能不全臨床表現(xiàn)或實驗室檢查依據(jù)：腦鈉肽參數(shù)水平≥300pg/ml；d、排除因心室壁瘤、室間隔穿孔等原因造成的心臟病變。②年齡≥60 歲；③紐約心臟協(xié)會（New York Heart Society，NYHA）心功能分級＜Ⅳ級；④無不良嗜好，如飲酒等；⑤患者臨床資料及實驗室檢查結果均完整。⑵排除：①入院1 個月內口服抗生素或益生菌；②患者既往長期口服糖皮質激素；③入院1W 內存在急性腹瀉或既往合并長期慢性腹瀉；④入院1W 內存在感染癥狀；⑤合并嚴重肝臟疾病、血液系統(tǒng)、惡病質等疾病。本研究設計思路與方法均嚴格遵照我院醫(yī)學倫理委員會審核標準,并取得患者及家屬同意。

1.2 一般資料與分組情況 本次研究最終納入116例ICM 患者，并將其納入缺血組，其中男性60 例，女性 56 例；年齡 60~78 歲，平均 69.23±2.45 歲。病程2~5 年，平均病程3.58±0.56 年；合并高血壓75例，糖尿病35 例，高血脂42 例（每位患者可合并單種或多種合并癥）。另選擇同時期內體檢證實排除心肌病的健康人群35 例并納入對照組，其中男19 例，女性 16 例；年齡 60~80 歲，平均 70.12±2.35歲。2 組性別、年齡對比,均衡性良好（P＞0.05）,有可比性。

1.3 方法

1.3.1 腸道菌群對數(shù)檢測方法

1.3.1.1 糞便標本采集 利用無菌容器采集受試者的新鮮糞便標本, 并在短時間內送至實驗室保存在-80℃低溫環(huán)境中, 所有受試者糞便標本均采集完畢后, 使用北京天根生化公司提供的DNA 檢測試劑盒, 并嚴格遵照說明書進行糞便標本中總RNA 的提取，所有受試者樣本均保存在低溫下，并委托杭州谷禾信息技術公司進行16S rDNA 測序及菌群鑒定,所有操作步驟均由專業(yè)人員在嚴格質控下完成。

1.3.1.2 腸道菌群分析 質檢通過后，采用16S rDNA 實施熒光定量PCR 技術對糞便標本菌群鑒定，用細菌拷貝數(shù)的常用對數(shù)log10/g 標明。本次主要分析菌群包括：專性厭氧菌（脆弱桿菌、球形梭菌、雙歧桿菌等）、兼性厭氧菌（鏈球菌、大腸桿菌、葡萄球菌等）。

1.3.2 心功能 參照NYHA 關于心功能分組的相關判定標準[10]：活動自如，不受限制，一般的體力活動不會造成心悸、氣短等感受為Ⅰ級；輕度受限，日常活動可引起心悸、氣短等主觀感受為Ⅱ級；明顯受限,低于日常活動量即可引起上述不適癥狀為Ⅲ級；無法進行任何活動，即便是在休息狀態(tài)下也可引起上述不適為Ⅳ級。

1.3.3 cTnT 檢測 缺血性心肌病患者入院空腹10~12h，抽取外周靜脈血5ml，對照組受試者在體檢當天抽取血標本,所有標本采集完畢后送檢，3000rpm離心10min,采用酶聯(lián)免疫吸附法法檢測cTnT,ELI SA 試劑盒及其配套試劑均由北京百奧萊博科技有限公司提供。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 23.0 統(tǒng)計分析軟件，所有計量資料均符合正態(tài)分布, 計量資料以χ2表示,兩組間比較采用獨立樣本t 檢驗，組內比較采用配對t 檢驗，多組間比較采用單因素方差分析，組間比較采用SNK-q 檢驗，采用雙變量Pearson 直線檢驗分析老年缺血性心肌病腸道菌群對數(shù)與cTnT 水平之間的相關性, 線性回歸分析老年缺血性心肌病患者腸道菌群對數(shù)變化是否會對患者心功能產(chǎn)生影響。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 心功能情況 入組的116 例缺血性心肌病老年患者，參照NYHA 心功能分級進行分組，其中心功能Ⅰ級45 例，并將其納入A 組，患者cTnT 水平0.10±0.03μg/L；心功能分級為Ⅱ級的患者 40 例，并將其納入 B 組，患者 cTnT 水平 0.21±0.04μg/L；心功能分級為Ⅲ級的患者31 例，并將其納入C組，患者 cTnT 水平 0.33±0.05μg/L。

2.2 受試者腸道菌群對數(shù)及cTnT 水平對比 4 組受試者cTnT 對比，C 組最高，后由高至低依次為B組、A 組、對照組，4 組專性厭氧菌與兼性厭氧菌對比，其中C 組艱難桿菌、腸球菌、鏈球菌及葡萄球菌參數(shù)水平最高,后由高至低依次為B 組、A 組、對照組，C 組脆弱桿菌、奇異桿菌、環(huán)形桿菌、乳酸桿菌參數(shù)水平最低,后由低至高依次為B 組、A 組、對照組（P＜0.05）。見表1。

2.3 老年缺血性心肌病患者腸道菌群對數(shù)與cTnT水平之間的相關性分析 將2.2 中檢驗有意義的變量經(jīng)雙變量Pearson 直線相關性檢驗結果顯示，cTnT 水平與艱難桿菌、腸球菌、葡萄球菌均呈正相關（r＞0，P＜0.001）,cTnT 參數(shù)水平與脆弱桿菌、奇異菌、環(huán)形球菌、乳酸菌均呈負相關（r＜0，P＜0.001）。見表2。

2.4 老年缺血性心肌病腸道菌群對數(shù)與cTnT 參數(shù)水平之間的線性回歸分析 將cTnT 水平作為因變量，艱難桿菌、腸球菌、葡萄球菌、脆弱桿菌、奇異菌、環(huán)形球菌、乳酸菌作為自變量，經(jīng)線性回歸分析結果顯示，脆弱桿菌、奇異菌參數(shù)水平降低，腸球菌水平升高可能是造成老年缺血性心肌病患者心功能損害加重的危險因素（P＜0.05），線性回歸方程如下：Y=0.684-0.014X1-0.058X2+0.010X3。見表3。

表1 受試者腸道菌群對數(shù)及cTnT 參數(shù)水平對比（）

表1 受試者腸道菌群對數(shù)及cTnT 參數(shù)水平對比（）

注：與對照組同指標相比，aP＜0.05，與 A 組同指標相比，bP＜0.05，與 B 組同指標相比，cP＜0.05

組別 cTnT（μg/L） 脆弱桿菌專性厭氧菌奇異菌 環(huán)形球菌 艱難桿菌 腸球菌 鏈球菌兼性厭氧菌葡萄球菌 乳酸菌 大腸桿菌對照組(n=35)A 組(n=45)B 組(n=40)C 組(n=31)F P 0.02±0.01 0.10±0.03a 0.21±0.04ab 0.33±0.05abc 500.642＜0.001 9.23±0.82 8.82±0.68a 7.25±0.56ab 6.12±0.35abc 178.067＜0.001 9.23±0.52 8.53±0.62a 7.45±0.52ab 5.85±0.32abc 268.723＜0.001 10.02±0.63 9.56±0.65a 9.25±0.41ab 9.12±0.30abc 19.253＜0.001 2.25±1.05 2.82±0.42a 3.05±0.53ab 3.75±0.63abc 27.435＜0.001 6.03±1.23 6.56±1.42 7.02±1.52 8.12±1.85a 11.592＜0.001 8.80±0.65 9.12±0.75a 9.85±0.89ab 10.23±0.95abc 22.664＜0.001 4.12±0.56 4.65±0.85a 5.12±0.96ab 5.85±1.02abc 24.150＜0.001 7.05±1.42 6.85±1.23a 6.02±1.01ab 5.75±0.85abc 10.565＜0.001 7.23±1.15 7.10±1.10 7.05±1.05 6.95±0.98 0.392 0.759

表2 老年缺血性心肌病患者腸道菌群對數(shù)與cTnT 參數(shù)水平之間的相關性分析結果r（P）

3 討論

腸道菌群是由大量微生物如細菌、病毒、真菌等組成的生態(tài)系統(tǒng),也是機體主要的內毒素儲存場所，還是較大的免疫器官[11]。健康狀態(tài)下，厭氧菌群占據(jù)主要地位，乳酸桿菌、部分革蘭陽性球菌等在進化過程中處于動態(tài)平衡,與宿主形成互利共生的關系[12]。腸道為微生物的生存提供理想生存環(huán)境，腸道菌群也在維持內環(huán)境、營養(yǎng)代謝及機體健康等方面有影響,且與諸多疾病的病理過程均有一定相關性。

目前認為, 腸道菌群的正常生理作用機制如下：⑴生物屏障：以雙歧桿菌為主的厭氧菌群，在腸粘膜表面形成天然生物屏障,保障腸道免受致病因子侵害；⑵營養(yǎng)代謝：諸多宿主無法消化的多糖及纖維素等物質需在腸道菌群作用下完成消化和吸收的工作，繼而為細胞提供能量代謝，降低代謝性疾病的發(fā)生風險；⑶免疫調節(jié)作用：腸道中的厭氧菌可激活吞噬細胞活性, 促進機體免疫功能增強;⑷其他：調節(jié)腸道菌群可減少腹瀉，還可經(jīng)特殊通路發(fā)揮抗癌機制等[13-15]。由此可見，腸道菌群菌種不同，其作用也不盡相同，任何因素干擾導致菌群種類、數(shù)量及比例等發(fā)生變化均可能會誘發(fā)相關疾病[16]。本次研究結果顯示，老年缺血性心肌病患者腸道菌群中尤以艱難桿菌、腸球菌、葡萄球菌顯著升高，脆弱桿菌、奇異菌、環(huán)形球菌、乳酸菌顯著降低為主。表明，老年缺血性心肌病患者腸道菌群構成與菌量均發(fā)生紊亂,維持腸道正常代謝與免疫的有益菌減少，而諸多條件致病菌增加明顯，繼而導致個體腸道菌群免疫改變,誘發(fā)并加重慢性代謝性疾病，最終進展為嚴重心血管疾病，這一過程可能會加重患者心功能損傷或心功能不全情況，但二者之間具體的相關性機制尚未明確,相關的研究也較少。血清cTnT 是有著高敏感性和高特異度的心肌缺損或心功能損傷評價指標, 對ICM 患者預后判定及治療指導均具有顯著優(yōu)勢,血清中cT-nT 水平持續(xù)性升高是細胞持續(xù)損害的結果, 長時間的心肌損傷必然伴隨心肌蛋白的分解與釋放,嚴重的心肌病常以心肌細胞死亡與細胞分解等改變?yōu)橹饕卣鱗17,18]。本研究結果顯示，C 組老年缺血性心肌病患者血清cTnT 參數(shù)水平較其他組均顯著增高。表明，血清cTnT 參數(shù)水平與老年ICM 患者心功能之間關系密切，二者可能呈負性相關，即隨著老年ICM 患者血清cTnT 水平升高，患者的心功能將呈下降趨勢。這一結果也更加驗證了血清cTnT 水平對心肌損傷及心功能的預測價值。

表3 老年缺血性心肌病腸道菌群對數(shù)與cTnT 參數(shù)水平之間的線性回歸分析

為探求老年缺血性心肌病患者腸道菌群特征與心功能之間的相關性,本研究進一步對比較差異有統(tǒng)計學意義的腸道菌群菌種的對數(shù)與cTnT 作相關性分析結果顯示，cTnT 參數(shù)水平與艱難桿菌、腸球菌、葡萄球菌均呈正相關，與脆弱桿菌、奇異菌、環(huán)形球菌、乳酸菌均呈負相關，且經(jīng)線性回歸分析顯示，脆弱桿菌、奇異菌參數(shù)水平降低，腸球菌水平升高均可能是造成老年缺血性心肌病患者心功能損害加重的危險因素。表明脆弱桿菌、奇異桿菌及腸球菌菌群菌量紊亂可能參與了老年ICM患者心功能加重損傷過程。其原因可能為，腸球菌為革蘭陽性球菌，奇異菌為條件致病菌，而脆弱桿菌為革蘭陰性菌,由于各種原因導致的個體腸道微生物菌群發(fā)生紊亂，菌群計數(shù)動態(tài)平衡被打破，導致條件致病，大量代謝氧化三甲胺，因氧化三甲胺是心血管疾病危險因素,可經(jīng)多途徑參與動脈硬化的發(fā)生及進展, 最終誘發(fā)并加重老年ICM 患者心肌損傷，進而導致患者心功能水平下降[19,20]。鑒于此，臨床可考慮通過檢測老年ICM 患者腸道菌群，并針對其異常情況進行干預治療,繼而達到改善老年缺血性心肌病患者心功能水平的目的。

綜上所述,老年ICM 患者腸道菌群特征主要表現(xiàn)為部分兼性厭氧菌增加，專性厭氧菌減少，其中脆弱桿菌、奇異菌及腸球菌參數(shù)水平的變化與患者心功能密切相關,可考慮通過檢測老年ICM 患者腸道各主要菌群計數(shù)，預測心功能狀況，對指導老年ICM 患者治療及改善其心功能意義重大。