氧化三甲胺與心腦血管疾病發生風險的關系:一項Meta分析*

郭 攀，馮 超，陳樹濤，王丹妮，馮津萍△

(1.天津醫科大學胸科臨床學院 300222；2.天津醫科大學研究生院 300222； 3.天津市胸科醫院CICU 300051)

心腦血管疾病是一種具有高患病率、高致殘率及高病死率等特點的疾病，嚴重威脅著人類生命健康，特別是50歲以上的中老年人，世界范圍內每年死于心腦血管疾病的人數高達1 500萬人，居各種死因的首位[1]。盡管大量的研究對該病的病理生理學機制進行了探索，但仍有許多未知機制有待發掘。研究發現，腸道及其菌群不僅具有消化吸收的功能，還具有許多其他重要功能。基因測序技術發現了很多腸道菌群代謝產物，部分在人類疾病的發生、發展中起著重要作用，其中，氧化三甲胺(TMAO)作為心腦血管疾病的重要致病因子，受到了全世界研究人員的關注[2]。研究發現，TMAO對多種疾病可產生負面影響，如冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、心力衰竭、腦卒中、高血壓、慢性腎功能不全、糖尿病、血脂異常等[3]。

TMAO是在肝臟經由三甲胺(TMA)通過單加氧酶氧化而來，TMA即腸道菌群在利用膽堿、卡尼汀、磷脂酰膽堿等獲得能量后的代謝產物)。TMAO對心腦血管具有很強的毒副作用[4]，目前研究發現的主要機制如下:(1)人體內TMAO濃度上升，會加速包括心腦血管在內的重要臟器的纖維化[5]；(2)TMAO有促使巨噬細胞清道夫受體上調的作用，進而促進巨噬細胞吞噬膽固醇形成泡沫細胞，加速粥樣斑塊的形成[6]；(3)TMAO可干擾膽汁酸代謝，改變膽汁酸池大小，進一步加速粥樣斑塊的進展[7]；(4)體內過高濃度的TMAO會引起大量的炎性介質釋放，激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路、核轉錄因子κB[8]及Nod樣受體蛋白3(NLRP3)[9]，促進體內炎性反應的發生、發展。

TMAO與心腦血管疾病的研究進展迅速，但相關病理生理學機制并未完全明確，且距離正式應用于臨床還有一定的距離。本研究通過薈萃分析的方法，探討TMAO與心腦血管疾病之間的相關性，旨在為基礎及臨床研究提供理論依據。

1 資料與方法

1.1文獻檢索 全面檢索PubMed及Embase數據庫的英文文獻，檢索日期從建庫至2019年2月，采用主題詞和自由詞結合的檢索方法，使用的檢索字符串包括:(1)trimethylamine oxide，trimethylamine N-oxide，tmao(2)cardiovascular disease，coronary heart disease，coronary heart disease，stroke，myocardial infarction，acute coronary syndrome，mortality，cardiovascular death，cerebrovascular death，cardiac transplantation，heart transplant，brain death。此外，對所檢索出文獻的參考文獻進行進一步檢索，保證數據獲取的全面性。

1.2文獻納入標準 (1)國內外公開發表文章，其中患者基線TMAO水平與兩種結局事件(ACO和MACCE)的風險比(HR)及其95%CI可以提取；(2)研究對象為人類；(3)試驗設計為前瞻隊列研究；(4)隨訪時間大于或等于1年。

1.3文獻排除標準 (1)不符合納入標準；(2)原始數據不完整或者前后不一致等情況；(3)重復納入的研究；(4)綜述、個案報道和動物實驗；(5)HR未經多因素[如年齡、性別、肌酐、腎小球濾過率(eGFR)、B型腦鈉肽(BNP)等]校準。

1.4數據提取 由2名研究員根據文獻的納入和排除標準獨立篩選所需的文獻，對符合要求的文獻進行質量評價并從中提取數據，包含文獻作者、出版時間、研究對象國籍、期刊影響因子、研究對象疾病特征、隨訪時間、年齡、性別、TMAO樣本類型及濃度對比、結局指標等信息，整理數據并匯總。

1.5結局指標 不良臨床結局(adverse clinical outcomes，ACO)包括隨訪過程中出現全因死亡、心臟移植及腦死亡的患者；主要心腦血管不良事件(major adverse cardio and cerebrovascular events，MACCE)包括隨訪過程中出現急性冠狀動脈綜合征、心力衰竭、腦卒中及因心腦血管病死亡的患者。

1.6統計學處理 所有的數據處理均使用Stata15.1軟件完成。按照患者的年齡、國家、隨訪時間、疾病構成、發表年份等因素的不同進行亞組分析，采用Meta分析匯總HR。異質性分析使用I2檢驗和Q檢驗兩種方法，當I2<50%，且Q檢驗P>0.1時，可認為不存在異質性，采用固定效應模型進行分析；反之則存在異質性，選用隨機效應模型進行合并分析。在存在異質性的情況下，通過逐個剔除納入的研究以進行敏感性分析，檢查特定的遺漏是否會影響總體結果的穩定性。分別應用漏斗圖、Begg法和Egger法檢測文獻的發表偏倚，漏斗圖圖形對稱，Begg法P>0.05，Egger法P>0.05，提示無發表偏倚；反之，進行剪補法進一步分析發表偏倚對Meta分析結果所造成的影響。

2 結 果

2.1文獻的基本特征 初步檢索出527篇，剔除重復文獻187篇后剩余340篇，再根據納入與排除標準進行文獻篩選，最終剩余18篇文獻[10-27]符合要求的文獻納入本研究，文獻篩選流程圖見圖1。所有入選文獻情況見表1。

2.2文獻質量評價 采用紐卡斯爾-渥太華量表(NOS)對納入的18篇研究進行質量評價，包括研究人群選擇、可比性、結果評價，共計9個條目。采用半量化評分原則，滿分為9分，5分以上屬于高質量文獻。文獻質量評價結果，見表1。

表1 納入研究的基本特征

CVD:心血管疾病；HF:心力衰竭；CKD:慢性腎病；CAD:冠狀動脈性心臟病；DM:糖尿病；COPD:慢性阻塞性肺病

圖1 文獻篩選流程圖

2.3Meta分析結果 ACO組共納入15篇文章的17組隊列研究[10-24]記錄了患者基線TMAO水平的不同與ACO之間的HR，文獻之間存在異質性(I2=62.6，P<0.01)，因此采用隨機效應模型，結果表明，血漿基線TMAO濃度高濃度組與低濃度組相比，總HR為1.64(1.37～1.96)。MACCE組共納入8篇文章的9組隊列研究[14-15，20，22，24-27]記錄了患者基線TMAO水平的不同與不良預后MACCE之間的HR，文獻之間存在異質性(I2=56.2，P=0.019)，因此采用隨機效應模型，結果表明，血漿基線TMAO濃度高濃度組與低濃度組相比，總HR為1.52(1.25～1.85)，見圖2。

圖2 TMAO高濃度組與低濃度組ACO和MACCE的HR(隨機效應模型)

2.3.1亞組分析 為進一步明確異質性的來源，根據被研究人群的國籍、隨訪時間、疾病構成、發表年份及平均年齡等進行了亞組分析。

2.3.1.1ACO的亞組分析 對不同亞組進行分析，結果均顯示高濃度組患者出現ACO的風險明顯高于低濃度組，見表2。經各亞組分析合并后未發現明顯異質性來源，因此還需進一步行敏感性分析。

表2 ACO的亞組分析表

2.3.1.2MACCE的亞組分析 對不同亞組進行分析，結果均高濃度組出現MACCE的風險明顯高于低濃度組，見表3。以疾病構成及年齡作為分組依據時，可見各亞組I2<50%，上述亞組分析結果說明，研究的異質性可能來源于疾病構成或是年齡差異。

表3 MACCE的亞組分析表

續表3 MACCE的亞組分析表

2.3.2敏感性分析 針對異質性來源，我們還做了敏感性分析。通過逐一排除研究后重新合并數據的方法，來評估Meta分析的結果是否可靠。

2.3.2.1ACO的敏感性分析 經過逐一排除文獻發現，在剔除較大異質性的1項研究[24]后，ACO亞組的異質性消失[I2=34.9，P=0.083，HR=1.52，95%CI(1.32～1.75)]，見圖3。剔除的這項研究[24]為異質性的來源，但剔除后與剔除前的HR未見明顯差異，提示原始合并結果基本穩健。

圖3 ACO的敏感性分析結果

圖4 MACCE的敏感性分析結果

2.3.2.2MACCE的敏感性分析 經過逐一排除文獻發現，在剔除較大異質性的1項研究[25]后，MACCE亞組的異質性消失[I2=39.8，P=0.113，HR=1.32，95%CI(1.19～1.45)]，見圖4。剔除的這項研究[25]為異質性的來源，但剔除后與剔除前的HR未見明顯差異，提示合并結果基本穩健。

2.3.3文獻發表偏倚及結果分析

2.3.3.1漏斗圖法 對兩個亞組做漏斗圖分析，觀察兩組均不完全對稱，可能存在發表偏倚，見圖5。因此需進一步行Begg法和Egger法進行量化分析。

圖5 ACO與MACCE的偏倚分析漏斗圖

2.3.3.2Begg法和Egger法 分別應用Begg法和Egger法檢測文獻的發表偏倚，見表4。結果顯示，ACO亞組不存在發表偏倚，而MACCE組Begg法和Egger法均P<0.05，提示存在發表偏倚，因此對MACCE亞組進行剪補法分析，并計算可能導致不對稱的未發表研究的數量。

表4 ACO與MACCE的偏倚分析

圖6 MACCE組的經剪補法后的漏斗圖

2.3.4MACCE組的剪補法 使用剪補法[28]進一步進行分析處理，結果見圖6。在補充3個隊列研究后，發表偏倚得以糾正，結果顯示隨機效應模型[HR=1.327，95%CI(1.069～1.648)]。通過剪補法調整后的估計HR與原始估計值相似，提示本Meta分析結果可靠而穩健。

3 討 論

本薈萃分析納入了18篇隊列研究文章的24 894例參試者，結果表明，心腦血管疾病患者基線血漿TMAO水平與其預后存在密切關聯(其中基線TMAO較高濃度組參試者相對于較低濃度組的ACO與MACCE結局事件的發生率分別高64%和52%)，由此說明其在患者疾病的發生、發展中起著潛在作用。進一步的亞組分析結果提示，血漿TMAO水平對結局指標ACO的影響存在地區差異，美國地區的相關性[HR=1.72，95%CI(1.34～2.22)]較非美國地區相關性[HR=1.52，95%CI(1.18～1.95)]更強，導致這種差異性的原因可能包括遺傳背景、環境和飲食的差異，而MACCE這一結局指標未見明顯地域差異；同時，亞組分析發現，血漿TMAO水平對結局指標MACCE的影響存在隨訪時間差異，隨訪時間大于或等于4年的隊列研究[HR=1.73，95%CI(1.14～2.63)]與隨訪時間小于4年的研究[HR=1.45，95%CI(1.17～1.78)]比較，隨時間的延長，基線TMAO水平較高的參試者發生MACCE的風險越高，這可能是由于TMAO水平長期偏高對患者產生的不良影響更多。相關基礎實驗表明，TMAO水平升高時，會加劇多臟器纖維化，而這種纖維化是一種長期漸進的過程[5，29]；此外，亞組分析提示，其他疾病與另兩種疾病相比(CKD和CVD)，結局指標ACO的HR明顯偏低，而結局指標MACCE的HR明顯偏高，造成這種結果的原因可能為其他疾病的致死性較CKD和CVD低，且CKD和CVD患者多應用心、腎藥物及其他對癥支持治療，而其他疾病患者未行心、腎常規治療，故其他疾病結局指標MACCE的HR偏高。這從側面說明，目前的心血管、腎臟疾病藥物及其他對癥支持治療可能會抵消部分TMAO的不利影響，例如有學者研究發現，應用依那普利治療可明顯降低血漿TMAO水平[30]，關于藥物治療降低血漿TMAO水平的療法還有待進一步研究；另外，通過亞組分析還發現，2016年以后發表的隊列研究結局指標ACO的HR較2016年前的偏低，而MACCE的HR偏高，推測造成這種結果的原因可能為醫療水平的進步，各種疾病致死率有所下降，而近年來環境因素、飲食因素及生活方式較前不佳，心腦血管疾病發生率有所上升所致。

本研究有以下優勢:(1)本次薈萃分析納入了18篇文獻的21組隊列研究，共有24 894例參試者納入分析，涉及8個國家，具有較好的代表性。(2)本研究納入文獻均嚴格按照各自的納入排除標準進行研究，NOS評分均較高。(3)敏感性分析及剪補法均表明研究結果較為穩健。同時研究也存在一些不足:(1)存在一些無法控制的重要混雜因素，可能會對本研究產生一定的影響。(2)薈萃分析依賴于原始文獻的數據，而制訂的納入排除標準可能存在一些偏差。(3)可能存在一些陰性結果的未公開發表文章。(4)各研究間TMAO水平界值差別較大，在一定程度上影響結果的客觀性。

綜上所述，腸道菌群代謝產物TMAO與心腦血管疾病關系的研究是目前熱點前沿，本研究通過整合目前已有的相關大型前瞻性隊列研究研究，以量化的形式證明人體內TMAO水平的增高會增加心腦血管疾病的發病率及病死率，今后針對TMAO的治療可能會作為治療心腦血管疾病的新“靶點”。而具體關于TMAO對于人體的毒副作用的機制尚不明確，需要今后進一步基礎實驗及臨床研究進行探索。