血漿氧化三甲胺水平對冠心病患者預后的預測作用：劑量-反應Meta分析

張亞男，于雪

心血管疾病是全球的主要死因，尤其在發達國家，其發病率一直居高不下[1]。動脈粥樣硬化是冠心病等心血管疾病的共同病理基礎。近年來，腸道菌群成為最熱門的研究領域之一。氧化三甲胺（trimethylamine N-oxide，TMAO）是由腸道微生物代謝產生的一種小型有機化合物，主要來源于膽堿（紅肉、魚、禽、蛋等食品中），后者經腸道微生物代謝產生三甲胺，然后通過肝酶黃酮單氧化酶3 代謝最終生成TMAO[2]。許多研究已證實，TMAO 能促進動脈粥樣硬化發展，是冠心病發展的重要危險因素。TMAO 主要通過激活內皮細胞炎癥反應通路、影響膽固醇和甾醇代謝、增強巨噬細胞膽固醇積聚以及激活血小板、促進血栓形成等病理生理機制，參與動脈粥樣硬化的發展[1，3-6]。

一些臨床流行病學研究顯示，血漿TMAO 水平升高與主要不良心血管事件（MACE）和全因死亡密切相關[7-10]，但也有報道不一致的結果[11-12]。不同研究受試者的特征和疾病狀況的差異可能影響結果。目前已有Meta 分析總結了各種疾病人群中TMAO 水平與MACE 和全因死亡風險之間的關系，但目前在冠心病患者中尚少見相關Meta 分析。我們采用劑量-反應Meta 分析對已發表的相關研究進行匯總分析，定量評估冠心病人群中血漿TMAO 水平與MACE 和全因死亡風險之間的關系。

1 資料與方法

文獻檢索：計算機檢索2020 年7 月之前發表并收錄在PubMed、EMBASE、中國知網、萬方等數據庫中評估冠心病人群中血漿TMAO 水平與MACE 及全因死亡風險相關性的隊列研究，檢 索 詞 為：“trimethylamine N-oxide”、“TMAO”、“atherosclerosis”、“death”、“mortality”、“stroke”、“heart failure”、“cardiovascular diseases”、“ cerebrovascular diseases”、“coronary artery disease”、“acute coronary syndrome”、“coronary heart disease”。采用主題詞+自由詞的檢索方式，同時追溯全部納入文獻的參考文獻。納入標準：（1）研究對象為冠心病患者；（2）主要結局事件為MACE（心血管死亡、心肌梗死、腦卒中、血管重建、再入院）或全因死亡；（3）獲得與結局事件相關的有效HR 和95%CI。排除標準：（1）動物實驗；（2）綜述及病例報告；（3）無法獲取有效數據；（4）重復發表的論文；（5）嚴重肝腎功能不全患者。

文獻篩選及資料提取：由2 名醫師結合Cochrane 手冊根據納入、排除標準獨立篩選文獻并提取資料,意見不同時請第3 名醫師參與討論并達成一致。提取資料包括文獻第一作者、發表時間、受試者例數、國家、疾病特征、隨訪時間、結局事件例數、血漿TMAO 水平、與結局事件相關的血漿TMAO 水平最高分位與低分位比較的HR 及95%CI。

文獻質量評價：由2 名醫師分別進行文獻質量評價,如有分歧請第3 名醫師參與協商,共同決定最終結果。采用紐卡斯爾-渥太華量表（Newcastle-Ottawa Scale，NOS）評價文獻質量,通過3 部分共8個條目評價，具體包括研究人群選擇可比性、暴露評價或者結果評價，質量由低到高分別對應0～9 分。NOS 評分≥5 分認為是高質量研究。

統計學方法：采用STATA 15.1 統計分析軟件進行Meta 分析，以隨訪期間出現MACE 或全因死亡作為臨床結局,合并HR 及95%CI，P＜0.05 為差異有統計學意義。通過 Cochran’s Q 檢驗（檢驗水準α=0.1）和I2檢驗評估納入研究的異質性，I2＜30%為低度異質性，30%～50%為中度異質性，＞50%為高度異質性。若各項研究結果間無統計學異質性,采用固定效應模型，反之則采用隨機效應模型。針對明顯的臨床異質性，采用亞組分析或敏感性分析等方法進行處理。采用漏斗圖、Egger 檢驗評價文獻發表偏倚，若P＜0.05 提示存在發表偏倚，進一步通過剪補法分析發表偏倚對Meta 分析結果所造成的影響。對于血漿TMAO 水平與MACE 之間劑量-反應關系的評價，需要獲得研究中每分位血漿TMAO水平的均值、HR（95%CI）、受試者例數及結局事件例數。效應量的標準誤采用廣義最小二乘法計算，若文章中未報道各分位血漿TMAO 水平均值，可采用區間上下界限的平均值，當為開放性區間時，血漿TMAO 水平的計算方法為最下限乘以1.2。

2 結果

文獻檢索結果：檢索數據庫后共獲得1 103 篇相關文獻，依據納入、排除標準篩選后，最終納入10 篇文獻共12 項研究[4,7-10,12-16]，其中2 篇文獻[7,9]中的受試者均分為兩個不同的隊列，我們將其分別作為不同的研究數據納入到分析中。其中有4 篇文獻結局事件為MACE[4,12-13,16]，3 篇文獻結局事件為全因死亡[8,10,14]，3 篇文獻結局事件兩者均包括[7,9,15]。文獻檢索過程見圖1。

納入文獻基本特征：納入的12 項研究共包括13 332 例受試者，其中美國研究5 項[4,8-10,14]、新西蘭研究2 項[7]、中國研究2 項[15-16]、瑞士研究1 項[9]、日本研究1 項[12]、美國和歐洲合作研究1 項[13]；受試者以男性為主，平均年齡62.4～74.0 歲，平均血漿TMAO 水平2.87～7.50 μmol/L；除1 項研究僅觀察住院期間MACE 發生情況外，其余研究平均隨訪時間為1～7 年；7 項研究人群為穩定性冠心病患者[4,7-8,13-15]，5 項研究人群為急性冠狀動脈綜合征患者[9-10,12,16]。納入文獻的基本特征及數據提取結果分別見表1 和表2。

圖1 文獻檢索流程圖

表1 納入的10 篇文獻共12 項研究的基本特征

冠心病患者血漿TMAO 水平與MACE 和全因死亡風險之間的關系（圖2）：納入的12 項研究中，9 項研究[4,7,9,12-13,15-16]以MACE 為結局事件，共包含9 298例受試者，發生MACE 事件2 420 例，平均隨訪時間為3.4 年。結果顯示,與血漿TMAO 水平較低者相比，血漿TMAO 水平較高者中MACE 發生風險增加63%（HR=1.63，95%CI：1.39～1.90，P＜0.001）。8 項 研究[7-10,14-15]以全因死亡為結局事件，共包含7 930 例受試者，死亡1 118 例，平均隨訪時間3.6 年。結果顯示，與血漿TMAO 水平較低者相比，血漿TMAO 水平較高者全因死亡的風險增加51%（HR=1.51，95%CI:1.30～1.74，P＜0.001）。異質性檢驗顯示，上述研究結果均無明顯異質性（MACE：P異質性=0.115，I2=38.0%；全因死亡：P異質性=0.111，I2=40.2%）。

表2 納入的10 篇文獻中血漿TMAO 水平與MACE 和全因死亡風險相關性數據的提取結果

圖2 冠心病患者血漿TMAO 水平與MACE 和全因死亡風險之間的關系

不同冠心病患者血漿TMAO 水平與MACE 和全因死亡風險之間的關系：將受試者按照冠心病不同類型進行分組，結果發現，與血漿TMAO 水平較低者相比，血漿TMAO 水平較高的急性冠狀動脈綜合征患者發生MACE 的風險（HR=2.08，95%CI：1.47～2.96，P＜0.001）明顯高于同等條件的穩定性冠心病患者（HR=1.53，95%CI：1.28～1.82，P＜0.001），但 全 因 死 亡 風 險（HR=1.30，95%CI：1.08～1.66，P＜0.001）明顯低于同等條件的穩定性冠心病患者（HR=1.89，95%CI：1.51～2.38，P＜0.001）。

發表偏倚：分別對以MACE 和全因死亡為終點事件的研究進行漏斗圖分析，發現兩者漏斗圖不對稱，有可能存在發表偏倚，進而采用Egger 檢驗進一步量化分析，結果發現兩者P值均＜0.05，提示存在發表偏倚。因此分別進行剪補法分析，并計算可能導致不對稱未發表研究的數量，結果顯示，在以MACE 為結局的研究中，補充5 項研究后，發表偏倚得以糾正（合并HR=1.469，95%CI：1.275～1.692，P＜0.001）。在以全因死亡為結局的研究中，補充5 項研究后，發表偏倚也得以糾正（HR=1.292，95%CI：1.143～1.461，P＜0.001）。

冠心病患者血漿TMAO 水平與MACE 發生風險的劑量-反應關系分析（圖4）：劑量-反應關系分析共納入3 篇文獻、4 項研究[4,9,13]，結果提示，血漿TMAO 水平升高與MACE 發生風險間呈線性劑量反應關系；血漿TMAO 水平分別為5 μmol/L和10 μmol/L 時，MACE 發 生 風 險 分 別 增 加61%（HR=1.61，95%CI：1.07～2.42）和158%（HR=2.58，95%CI：1.14～5.84）。血漿TMAO水平每升高1 μmol/L，MACE 相對發生風險增加10.2%。

圖4 冠心病患者血漿TMAO 水平與MACE 發生風險的劑量-反應關系分析

3 討論

本Meta 分析匯總了12 項研究數據，其中9 項研究以MACE 為終點，8 項研究以全因死亡為終點；共納入13 332 例受試者，發生MACE 2 420 例，全因死亡1 118 例。結果顯示，與血漿TMAO 水平較低者相比，血漿TMAO 水平較高的冠狀心病患者中MACE 發生風險增加63%，全因死亡風險增加51%，結果均無明顯異質性（MACE：P異質性=0.115，I2=38.0%；全因死亡：P異質性=0.111，I2=40.2%），這與既往的大規模臨床研究結果相似[4,9]。另外，與穩定性冠心病患者相比，在急性冠狀動脈綜合征患者中，血漿TMAO 水平較高者發生MACE 的風險更高。本研究團隊此前開展的一項納入2 257 例受試者的前瞻性隊列研究顯示，急性冠狀動脈綜合征患者的血漿TMAO 水平明顯高于無冠心病的正常人群和穩定性冠心病患者，因此推測，冠心病急性期TMAO 水平升高可能與MACE 發生風險增加有關，但需進一步開展研究來驗證。本Meta 分析還通過劑量-反應關系定量分析發現，冠心病患者血漿TMAO 水平與MACE 發生風險之間呈線性相關，血漿TMAO 水平每升高1 μmol/L，MACE 相對發生風險增加10.2%。

心血管疾病是全球死亡的主要原因，占全球死因的30%以上，其中冠心病死亡率一直呈上升趨勢[17]。動脈粥樣硬化是冠心病的病理基礎，其危險因素包括高血壓、糖尿病、高脂血癥、吸煙、高齡等[18]。已有研究證實，飲食模式與心血管疾病的發病和患者預后有明顯關聯，地中海飲食能夠降低心血管疾病發病風險，而過量攝入碳水化合物和高脂飲食顯著增加心血管疾病的發病風險[19]。值得注意的是，腸道菌群和血液中TMAO 水平的變化可能是飲食模式影響心血管疾病發病風險的潛在機制。TMAO 由腸道菌群代謝生成后進入血液循環，可影響膽固醇和甾醇代謝，增強巨噬細胞中膽固醇的積聚[1]。動物實驗發現，TMAO 通過增強半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶-1（caspase-1）的活性及刺激線粒體的氧化應激，誘導人臍靜脈內皮細胞及載脂蛋白E 基因敲除（ApoE-/-）小鼠主動脈出現炎癥，從而導致動脈粥樣硬化[20]。Zhu 等[6]發現，TMAO 能直接促進血小板聚集，并通過激活細胞內儲存Ca2+釋放，導致多種激動劑依賴的血小板活化能力增強以及血栓形成風險增加。國內一項研究發現，在冠心病患者中，血漿TMAO 水平與Gensini 評分呈正相關[21]。以上研究說明，TMAO 是導致動脈粥樣硬化的一個重要危險因素。

大量臨床研究也證實，TMAO 與動脈粥樣硬化的發生、發展及不良預后密切相關。Randrianarisoa等[22]的研究表明，空腹血漿TMAO 水平升高與頸動脈內膜中層厚度增加有關，而后者是動脈粥樣硬化的重要標志。Haghikia 等[23]通過經食道超聲心動圖評估，發現血漿TMAO 水平與動脈粥樣硬化程度密切相關，且在缺血性腦卒中患者中，TMAO 水平較高者發生MACE 及復發腦卒中的風險更高。Li 等[9]研究了兩組獨立隊列中急性冠狀動脈綜合征患者的血漿TMAO 水平與心血管事件發生風險之間的關系，結果提示，急性冠狀動脈綜合征患者血漿TMAO 水平升高與近期和遠期心血管事件發生風險增加顯著相關。本Meta 分析結果也證實了這一觀點，因此猜測，未來TMAO 有可能成為預防和治療心血管疾病的新靶點。通過檢測血漿TMAO 水平建立有效的冠心病高危患者早期篩查工具，有利于臨床醫生進行早期干預，最終達到降低MACE 發生率和死亡率的目的。根據既往研究報道，通過限制飲食中膽堿的攝入量、抑制或減少促進TMAO 生成的腸道細菌數量、使用益生菌處理或抑制微生物膽堿三甲胺酶和肝酶黃酮單氧化酶3 的活性，可以降低血漿TMAO水平[24-25]，這也為未來通過飲食干預來預防心血管疾病不良結局提供了新的方向。

本Meta 分析存在以下局限性：首先，與其他觀察性研究相似，本Meta 分析不能排除由于未測量因素導致殘留混雜的可能性。第二，腸道微生物群受飲食攝入等環境因素的影響，這可能會影響血漿TMAO 水平。本Meta 分析納入的所有研究均未詳細評估膳食攝入量，因此飲食因素對腸道菌群代謝物與MACE 及全因死亡之間關系的影響未能得到研究。第三，通過漏斗圖及Egger 檢驗存在發表偏倚，一些陰性結果可能未發表，有可能預估風險會過高。

總之，本Meta 分析結果顯示，冠心病患者血漿TMAO 水平較高與MACE 及全因死亡風險增加密切相關，血漿TMAO 水平與MACE 發生風險之間呈線性相關。今后針對TMAO 的治療可能會成為預防和治療心血管疾病的新途徑。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突