抗菌藥物靜脈給藥對(duì)血漿氧化三甲胺水平的影響*

王時(shí)云，陳露露，，方 青，李 超，歐陽(yáng)冬生，3，李曉暉，4，舒海媚，羅春陽(yáng)△

（1. 湘南學(xué)院附屬醫(yī)院，湖南郴州 423000； 2. 復(fù)雜基質(zhì)樣本生物分析湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長(zhǎng)沙 410000；3. 中南大學(xué)湘雅醫(yī)院臨床藥理研究所，湖南長(zhǎng)沙 410000； 4. 中南大學(xué)湘雅藥學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410000；5. 湘南學(xué)院藥學(xué)院，湖南郴州 423000）

抗菌藥物為臨床不可替代的抗感染藥物，但隨著應(yīng)用的增多，其藥品不良反應(yīng)/ 藥品不良事件（ADR/ADE）也日益顯現(xiàn)，如影響肝腎功能、引起胃腸道反應(yīng)、造成心血管不良事件等，甚至導(dǎo)致患者死亡。如何在合理使用抗菌藥物的同時(shí)減少ADR/ADE 的發(fā)生具有重大現(xiàn)實(shí)意義。氧化三甲胺（TMAO）會(huì)引起血管內(nèi)皮紊亂和斑塊不穩(wěn)定［1-2］，可作為心血管疾?。–VD）的預(yù)警因子［3］。其與代謝性疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、肝腎功能損傷、腫瘤等多種疾?。?-5］的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)，與肥胖［6］、衰老［7］、虛弱［8］等身體狀態(tài)也有關(guān)聯(lián)，是多種疾病潛在的預(yù)警因子。抗菌藥物在抑制或殺滅病原體的同時(shí)，會(huì)改變機(jī)體原有菌群的組成和功能，進(jìn)而影響菌群代謝產(chǎn)物TMAO 水平［9］。有研究表明，雙香豆素可保護(hù)微生物群中的擬桿菌屬等有益菌免受紅霉素的影響［10］，但不影響紅霉素對(duì)主要病原體發(fā)揮作用。若能開發(fā)出特定“解毒劑”保護(hù)被抗菌藥物“誤傷”的共生菌，或能為抗菌藥物ADR/ ADE 的有效防控提供新思路，為靶向TMAO 開發(fā)新的治療方案尋找新途徑。為此，本研究中考察了抗菌藥物靜脈給藥時(shí)血漿TMAO 水平的影響因素?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 資料采集

納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡18～80歲；合并感染性疾病，且使用抗菌藥物靜脈給藥治療超過7 d。本研究經(jīng)湘南學(xué)院附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（審批號(hào)為K201900801）。受試者簽署知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：胃腸或肝腎功能異常；妊娠期或哺乳期；服用避孕藥；有惡性腫瘤史。

臨床信息和樣本采集：選取湘南學(xué)院附屬醫(yī)院2020年10月至2021年8月收治的228例患者（男130例，女98 例），收集患者的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)資料，實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果，使用抗菌藥物的種類及時(shí)長(zhǎng)，合并用藥信息，是否患有心血管疾病?？咕幬锇é?內(nèi)酰胺類和喹諾酮類，前者包括頭孢菌素類（頭孢哌酮舒巴坦、頭孢噻肟、頭孢西丁等）及青霉素類（哌拉西林他唑巴坦、哌拉西林舒巴坦等），后者包括莫西沙星、左氧氟沙星。合用益生菌包括雙歧桿菌三聯(lián)活菌片、雙歧桿菌四聯(lián)活菌片和酪酸梭菌活菌片。

1.2 TMAO 檢測(cè)

分別在患者使用抗菌藥物治療前24 h 內(nèi)和治療后7 d時(shí)采集清晨空腹（禁食8 h以上）靜脈血，離心，分離，得血漿。取血漿樣本50 μL，置2 mL 96 孔深孔板中，加入內(nèi)標(biāo)工作液（TMAO - d9）150 μL，封板，振蕩渦旋120 s，4 000 r/ min 離心15 min，取上清液50 μL，置深孔板中，加入450 μL 超純水，封板，振蕩渦旋120 s，4 000 r/ min 離心5 min，取上清液2 μL。采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（UPLC - MS/ MS）法檢測(cè)血漿TMAO水平，多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）模式，內(nèi)標(biāo)法定量。主要檢測(cè)儀器包括AB 6500+型質(zhì)譜儀（美國(guó)AB SCIEX 公司）與UPLC I - Class 型超高效液相色譜儀（美國(guó)Waters公司）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SAS 9.4統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析。計(jì)量資料以±s表示，行t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以率（%）表示，行方差分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 抗菌藥物使用前后TMAO 水平

與用藥前比較，228 例患者使用抗菌藥物后血漿TMAO 水平顯著降低［（85.82 ± 242.37）ng/ mL 比（223.93±307.12）ng/mL，P＜0.01］。詳見圖1。

圖1 抗菌藥物使用前后TMAO水平Fig.1 TMAO levels before and after the use of antibiotics

2.2 性別及年齡的影響

患者TMAO 水平在不同性別患者之間無(wú)顯著差異［（223.33±273.39）ng/mL比（224.72±348.33）ng/mL，P= 0.16］，且隨著年齡的增長(zhǎng)總體呈升高趨勢(shì)。詳見表1及圖2。

表1 年齡對(duì)TMAO水平的影響（±s，ng/mL，n=228）Tab.1 Effects of age on the TMAO level（±s，ng/mL，n=228）

表1 年齡對(duì)TMAO水平的影響（±s，ng/mL，n=228）Tab.1 Effects of age on the TMAO level（±s，ng/mL，n=228）

注：與18～25 歲或26～35 歲比較，#P ＜ 0.05，##P ＜0.01。圖2同。Note：Compared with that in patients at 18 - 25 or 26 - 35 years，#P ＜ 0.05，##P ＜0.01（for Tab.1 and Fig.2）.

年齡18～25歲26～35歲36～55歲例數(shù)9 14 62 C C年齡56～65歲66～75歲≥76歲例數(shù)42 70 31 268.70±383.36#250.96±299.26##280.07±403.15#67.77±55.90 63.24±58.95 189.71±265.07

圖2 各年齡段患者TMAO水平Fig.2 TMAO levels in patients at different ages

2.3 抗菌藥物種類的影響

112 例單用β - 內(nèi)酰胺類后的TMAO 水平為（159.21 ± 406.42）ng/ mL，較使用前的（268.79 ±350.59）ng/mL顯著降低（P＜0.01），9例單用喹諾酮類后的TMAO 水平為（40.92± 593.49）ng/mL，與使用前的（235.40 ± 263.84）ng/ mL 比較無(wú)顯著差異（P>0.05）。詳見圖3。

圖3 不同種類抗菌藥物對(duì)TMAO變化值的影響Fig.3 Effects of different kinds of antibiotics on TMAO variation

2.4 抗菌藥物使用時(shí)長(zhǎng)的影響

與抗菌藥物使用不超過14 d 的兩組比較，抗菌藥物使用15～21 d 時(shí)，TMAO 水平顯著降低（P＜ 0.05）。詳見表2及圖4。

表2 抗菌藥物使用時(shí)長(zhǎng)對(duì)TMAO變化值的影響（±s，ng/mL）Tab.2 Effects of duration of antibiotic use on TMAO variation（±s，ng/mL）

表2 抗菌藥物使用時(shí)長(zhǎng)對(duì)TMAO變化值的影響（±s，ng/mL）Tab.2 Effects of duration of antibiotic use on TMAO variation（±s，ng/mL）

注：與1～7 d或8～14 d比較，*P ＜ 0.05。Note：Compared with that after treatment with antibiotics for 1 - 7 d and 8 - 14 d，*P ＜ 0.05.

ΔC-298.98±481.64*-100.11±130.74使用時(shí)長(zhǎng)1～7 d 8～14 d例數(shù)62 122 ΔC-127.30±294.96-112.79±352.00使用時(shí)長(zhǎng)15～21 d>22 d例數(shù)23 9

圖4 抗菌藥物使用時(shí)長(zhǎng)對(duì)TMAO變化值的影響Fig.4 Effects of duration of antibiotic use on TMAO variation

2.5 合用益生菌的影響

與合用益生菌（11例）比較，未合用益生菌（217例）患者的血漿TMAO變化值較大［（-266.62±262.20）ng/mL比（-131.60±350.15）ng/mL］，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。詳見圖5。

圖5 益生菌對(duì)TMAO變化值的影響Fig.5 Effects of probiotics on TMAO variation

2.6 合并CVD 的影響

與感染未合并CVD 患者（123 例）比較，感染合并CVD 患者（105 例）的血漿TMAO 水平顯著升高［（286.28±344.43）ng/mL比（170.62±261.06）ng/mL，P＜0.01］。詳見圖6。

圖6 心血管疾病對(duì)TMAO水平的影響Fig.6 Effects of CVD on TMAO levels

2.7 感染性指標(biāo)與TMAO 水平的相關(guān)性

C 反應(yīng)蛋白（CRP）、白細(xì)胞計(jì)數(shù)（WBC）、中性粒細(xì)胞比率（NEUT%）、紅細(xì)胞沉降率（ESR）、降鈣素原（PCT）與TMAO 水平均無(wú)顯著相關(guān)性（P> 0.05）。詳見表3及圖7。

表3 感染性指標(biāo)檢測(cè)值與TMAO水平的相關(guān)性Tab.3 Correlation of infectious indicators with TMAO level

圖7 感染性指標(biāo)檢測(cè)值與TMAO水平的相關(guān)性A.CRP - TMAO B.WBC - TMAO C.NEUT% - TMAO D.ESR - TMAO E.PCT - TMAOFig.7 Correlation of infectious indicators with TMAO level

3 討論

臨床和動(dòng)物研究結(jié)果表明，抗菌藥物可降低血漿TMAO 水平［3，11］。但在真實(shí)醫(yī)療環(huán)境中，抗菌藥物治療如何影響TMAO尚未明晰。本研究中考察了抗菌藥物靜脈給藥時(shí)對(duì)患者血漿TMAO水平的影響，且進(jìn)一步評(píng)估了各種潛在影響因素的作用。對(duì)于患嚴(yán)重感染性疾病的患者，臨床多以靜脈輸注大劑量抗菌藥物治療，但靜脈輸注抗菌藥物會(huì)影響腸道菌群［12-13］。β - 內(nèi)酰胺類抗菌藥物經(jīng)膽道排泄，腸內(nèi)藥物濃度高，對(duì)腸道菌群影響明顯［14］；腸道菌群多為厭氧菌，由于喹諾酮類對(duì)厭氧菌作用弱，故無(wú)論是何種給藥途徑對(duì)腸道菌群影響均小；氨基苷類口服給藥時(shí)可引起腸道菌群改變，但腸道外給藥時(shí)，由于其主要通過尿液排泄，腸道內(nèi)濃度低，對(duì)腸道菌群影響較小。本研究結(jié)果表明，單用β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物可顯著降低血漿TMAO水平，而單用喹諾酮類抗菌藥物則無(wú)此作用。抗菌藥物治療15～21 d 時(shí)，TMAO 水平進(jìn)一步降低，表明抗菌藥物的使用時(shí)長(zhǎng)可能影響TMAO的變化程度，但使用時(shí)長(zhǎng)≥22 d時(shí)TMAO水平未進(jìn)一步降低。這可能是由于各組樣本量不統(tǒng)一所致，需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量及統(tǒng)一各組樣本量進(jìn)一步分析。

益生菌為一種有利于宿主的非致病性微生物［15］，可通過特定方式調(diào)控腸道菌群，維持菌群平衡。補(bǔ)充益生菌同樣可降低菌群代謝產(chǎn)物TMAO水平。一項(xiàng)雙盲隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充混合益生菌（含嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌GG、動(dòng)物雙歧桿菌、長(zhǎng)雙歧桿菌的菌株）可降低更多受試者在磷脂酰膽堿挑戰(zhàn)測(cè)試后TMAO的升高程度［16］。補(bǔ)充植物乳桿菌ZDY04 也可通過調(diào)節(jié)小鼠中毛螺菌科、Erysipelotrichaceae 科、擬桿菌科和Mucispirillum 屬的相對(duì)豐度，顯著降低血清TMAO 和盲腸三甲胺（TMA）水平［17］。本研究中，合用與未合用益生菌組的TMAO水平無(wú)顯著差異，考慮主要與合用益生菌組的樣本量過少有關(guān)。

本研究中，TMAO 水平與年齡增長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)，且與合并CVD 顯著相關(guān)，這與文獻(xiàn)［18 - 19］相符。同時(shí)，年齡也可能是TMAO 水平的影響因素。有隊(duì)列研究表明，TMAO 水平隨年齡的增長(zhǎng)而升高［20］。本研究結(jié)果也顯示，年齡越大的患者TMAO 水平更高，但不排除由于年齡大合并CVD的患者數(shù)增加導(dǎo)致。

目前，有關(guān)TMAO是否與炎性因子的表達(dá)相關(guān)尚存爭(zhēng)議。有學(xué)者提出，炎癥介導(dǎo)了TMAO在CVD中的作用。有研究表明，血漿TMAO 水平的升高與CRP，TNF - α，IL - 6 的表達(dá)增強(qiáng)有關(guān)［21-22］。也有臨床研究及薈萃分析表明，TMAO水平與CRP水平呈正相關(guān)［23-24］。但也有實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，TMAO水平與CRP水平無(wú)相關(guān)性［25-26］。本研究結(jié)果提示，TMAO水平與CRP水平及其他感染性指標(biāo)均無(wú)相關(guān)性。

綜上所述，本研究中基于真實(shí)醫(yī)療場(chǎng)景，發(fā)現(xiàn)了β - 內(nèi)酰胺類抗菌藥物靜脈給藥能顯著降低感染性疾病患者血漿TMAO水平，且可能與抗菌藥物的使用時(shí)長(zhǎng)有關(guān)。雖然盡量接近真實(shí)地反映了實(shí)際臨床應(yīng)用中靜脈輸注抗菌藥物對(duì)腸道菌群代謝產(chǎn)物TMAO 水平的影響，但尚存局限性，具體表現(xiàn)如下。1）抗菌藥物種類有限，僅研究了β-內(nèi)酰胺類、喹諾酮類，未來(lái)可納入如甲硝唑等針對(duì)厭氧菌的硝咪唑類，或如利福昔明等可增加雙歧桿菌和乳桿菌豐度的腸道不可吸收的廣譜抗菌藥物［26-27］；2）樣本例數(shù)有限，后續(xù)將持續(xù)擴(kuò)大樣本，進(jìn)一步探討和驗(yàn)證感染性指標(biāo)與TMAO的相關(guān)性；3）未深入研究腸道菌群的變化，未來(lái)擬收集患者糞便樣本進(jìn)行菌群研究，進(jìn)一步篩選出抗菌藥物調(diào)節(jié)TMAO 的菌株，基于TMAO 防控抗菌藥物ADR/ ADE，以及開發(fā)新的抗菌藥物，從而為增加TMAO相關(guān)疾病的治療手段提供有利證據(jù)。