腸道微生物及其代謝產物與心力衰竭相關性研究

蔡斌 張振東 王宏偉△

(1.上海市奉賢區(qū)中心醫(yī)院心內科，上海 201400；2.安徽理工大學，安徽 淮南 232001)

心力衰竭作為臨床常見的心血管疾病，也是各類心臟疾病的終末階段，在我國的患病率呈現日漸升高趨勢，成為危害人們身心安全的常見病。有研究[1-2]指出，腸道在心力衰竭的發(fā)生機制上意義重大，其中腸道通透性以及細菌生物膜的增多可造成營養(yǎng)不良以及炎癥狀態(tài)。而心力衰竭患者通常伴有慢性炎癥反應，并與腸道形態(tài)特征、功能、細菌菌群存在一定關聯。經分析發(fā)現，心力衰竭患者大小腸的腸壁厚度與通透性不斷增加，可導致粘附在腸黏膜上的細菌種群隨之提升，因此細菌或者毒素經腸道至血液的轉移與全身炎性反應息息相關[3-4]。另外腸道微生物代謝物失衡也可引起心力衰竭患者腸道營養(yǎng)不良、心臟功能障礙等，臨床發(fā)現氧化三甲胺(TMAO)參與了心力衰竭的發(fā)展，其水平可成為判斷患者預后的指標[5]。但目前臨床尚無腸道微生物及其代謝產物與心力衰竭相關性的報道，因此本文展開試驗，報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇我院2020年12月至2021年12月納入的心力衰竭患者45例作為研究組，另選擇同一時間納入的37名健康體檢者作為對照組。研究組男24例，女21例，年齡43～70歲，平均年齡(58.26±1.71)歲，心功能Ⅱ級29例，心功能Ⅲ級16例，體質量20～25 kg/m2，平均體質量(23.44±0.92)kg/m2；對照組男20例，女17例，年齡41～72歲，平均年齡(58.45±1.66)歲，體質量19～24 kg/m2，平均體質量(23.01±0.74)kg/m2。入組標準：(1)研究組符合《中國心力衰竭診斷和治療指南》[6]中診斷標準，經心電圖、胸片等檢查確診；(2)研究組心功能分級處于Ⅱ～Ⅲ級；(3)觀察對象及親屬簽訂同意書；(4)自愿參與本次試驗，意識正常。剔除標準：(1)試驗前服用益生菌或者抗生素者；(2)合并自身免疫性疾病、感染、惡性腫瘤、急性冠狀動脈綜合征者；(3)合并腦血管栓塞、呼吸系統疾病等影響腸道微生物的疾病。各組一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05)。

1.2方法 收集所有觀察對象入院后24 h內的糞便標本，并置于-80℃冰箱，嚴格遵照試劑盒要求提取糞便標本DNA，選擇qRT-PCR反應測定腸道菌群，其中反應體系25 μL，包含DNA模板2.5 μL，ROX 12.5 μL，PCR上下游引物分別0.25 μL，去離子水9.5 μL，反應條件設置成95℃，10 s，60℃，60 s，重復40次，計算腸道菌群數量。清晨抽取所有觀察對象空腹靜脈血5 mL，離心10 min，選擇自動生化分析儀(日立HITACHI7600-020型)，檢測空腹血糖、肝腎功能以及血脂水平。另按照酶聯免疫吸附法檢測B型鈉尿肽(BNP)，免疫比濁法檢測C反應蛋白(CRP)。選擇彩超系統(VIVID 7)開展超聲心動圖檢查，依據Simpson’s雙平面法檢測左室射血分數(LVEF)。最后利用穩(wěn)定同位素稀釋高效液相色譜串聯質譜技術測定TMAO水平。

1.3觀察指標 比較各組腸道菌群數量；對比各組BNP、CRP、LVEF、TMAO指標；分析腸道菌群及代謝產物與BNP、CRP、LVEF的相關性。

2 結 果

2.1腸道菌群數量的比較 心功能Ⅲ級的擬桿菌、雙歧桿菌、乳桿菌低于心功能Ⅱ級、對照組，但酵母樣真菌、大腸埃希菌高出心功能Ⅱ級、對照組(F=47.230、30.960、32.930、54.280、18.130，P均<0.05)。見表1。

表1 腸道菌群數量的比較

2.2BNP、CRP、LVEF、TMAO指標的比較 心功能Ⅲ級的BNP、CRP、TMAO高出心功能Ⅱ級、對照組，但LVEF低于心功能Ⅱ級、對照組(F=4306.120、52.790、111.300、63.430，P均<0.05)。見表2。

表2 BNP、CRP、LVEF、TMAO指標的比較

2.3腸道菌群及代謝產物與BNP、CRP、LVEF的相關性 擬桿菌、雙歧桿菌、乳桿菌與BNP、CRP呈現負相關性，但與LVEF呈現正相關性；酵母樣真菌、大腸埃希菌、TMAO與BNP、CRP呈現正相關性，但與LVEF呈現負相關性(P<0.05)。見表3。

表3 腸道菌群及代謝產物與BNP、CRP、LVEF的相關性

3 討 論

機體的胃腸道通常聚集了大量的非致病性共生微生物，臨床通常將此類微生物及其代謝產物稱為腸道微生物群，主要為機體腸道環(huán)境提供多功能的安全屏障。腸道菌群不僅在消化吸收營養(yǎng)物質上意義重大，同時與多種腸內外疾病存在一定關系，例如炎癥性疾病、肥胖、非酒精性脂肪肝炎、其他代謝疾病等。加上腸道微生物能夠在宿主機體中分泌生物活性代謝物，并對宿主健康造成一定危害，其中腸道微生物的代謝產物以TMAO為主[7-8]。而心力衰竭作為心血管疾病患者死亡的重要原因，患者的腸道通透性明顯提升，極易使得腸道菌群易位，并增加內毒素水平，促進炎性因子過度表達，進一步加重病情[9-10]。目前雖然已有研究顯示腸道菌群對宿主健康的潛在作用，但腸道微生物及代謝產物與心力衰竭的相關性尚無報道。

通常情況下，健康者的腸道菌群為擬桿菌門、厚壁菌門，一旦心力衰竭發(fā)生后，其腸道功能發(fā)生變化，主要體現在低灌注、淤血以及通透性升高等方面。另外心力衰竭患者腸道菌群改變對于病情加重的影響途徑包含腸道上皮屏障損傷、微生物介導下代謝產物改變[11]。而TMAO作為腸道微生物的代謝產物，其參與心力衰竭的作用機制較多，例如激活炎癥通道、引起心肌肥厚以及纖維化、促進心肌細胞T小管重塑后影響心臟收縮功能、危害腎功能后加重病情，因此TMAO與心力衰竭可能存在一定關系[12-13]。除此之外，BNP、CRP、LVEF與心力衰竭的關系已被臨床證實，其中BNP屬于心衰標志物，在健康者血清中的表達較低，若產生心室負荷壓力升高、心室體積擴大等病變后，機體可分泌大量BNP，因此該指標在評價心力衰竭上具有重要作用[14]。CRP作為急性反應蛋白，主要評估各類感染性疾病以及炎癥，在健康者機體中含量較低，一旦出現炎性反應后，其水平顯著升高。LVEF則是反映心功能的主要指標，心力衰竭患者的LVEF水平明顯減低，且隨著心功能等級升高，其水平隨之降低[15]。本研究結果顯示，各組的腸道菌群數量、BNP、CRP、TMAO、LVEF差異明顯(P<0.05)，擬桿菌、雙歧桿菌、乳桿菌與BNP、CRP負相關，與LVEF正相關；而酵母樣真菌、大腸埃希菌、TMAO與BNP、CRP正相關，與LVEF負相關(P<0.05)，說明腸道微生物及TMAO與心力衰竭的關系密切，可成為判斷病情的指標。

綜上所述，腸道微生物及其代謝產物與心力衰竭存在密切關系，腸道菌群失衡在疾病發(fā)生發(fā)展中意義重大，應受到臨床關注。