血漿氧化三甲胺水平與罪犯斑塊易損特征的相關(guān)性

盛兆雪 譚宇 周鵬 劉臣 李健楠 周金英 陳潤真 陳藝 宋莉 趙漢軍 顏紅兵

冠狀動脈易損斑塊破裂是導(dǎo)致急性心肌梗死最常見的病理類型。光學(xué)相干斷層成像（optical coherence tomography，OCT）是目前評估易損斑塊的標(biāo)準(zhǔn)手段，但其有創(chuàng)性、費(fèi)用高昂以及對器械和技術(shù)有一定要求等因素限制了臨床上的廣泛應(yīng)用［1］。有研究報道顯示，具有致動脈粥樣硬化和促進(jìn)心血管疾病發(fā)生作用的腸道菌群代謝產(chǎn)物氧化三甲胺（trimethylamine N-oxide，TMAO）能夠預(yù)測冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。┗颊叻亲锓赴邏K的易損特征［2-5］。既往研究顯示，急性心肌梗死患者血漿TMAO與罪犯斑塊形態(tài)（斑塊破裂）有關(guān)［6］。但血漿TMAO與急性心肌梗死斑塊破裂患者罪犯斑塊特征的關(guān)系尚未明確。本研究旨在探索急性心肌梗死斑塊破裂患者血漿TMAO與罪犯斑塊特征的關(guān)系，評估使用無創(chuàng)血漿標(biāo)志物手段預(yù)測易損斑塊的可行性，從而優(yōu)化急性心肌梗死患者的臨床風(fēng)險分層方法和臨床治療策略。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究入選患者均來自于中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目（編號：2016-I2M-1-009）“基于冠狀動脈斑塊影像學(xué)特征的急性心肌梗死干預(yù)研究”（臨床試驗(yàn)注冊編號：NCT03593928）。連續(xù)入選中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院2017年4月1日至2018年7月31日因急性心肌梗死行直接經(jīng)皮冠狀動脈介入治療并行OCT檢查后證實(shí)斑塊破裂的90例患者。搜集患者人口學(xué)資料、危險因素、既往病史、圍術(shù)期實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果、冠狀動脈造影資料和OCT影像特征資料。根據(jù)患者血漿TMAO中位數(shù)（3.22 μmol/L）水平，將患者分為TMAO高值組（45例）和TMAO低值組（45例）。所有患者均簽署手術(shù)知情同意書。

1.2 OCT圖像獲取和分析

應(yīng)用抽吸導(dǎo)管盡可能抽吸病變處血栓，若為重度狹窄則使用小直徑球囊低壓預(yù)擴(kuò)張恢復(fù)心肌梗死后溶栓治療試驗(yàn)（thrombolysis in myocardial infarction，TIMI）前向血流Ⅲ級后進(jìn)行OCT檢查。本研究采用最新基于頻域的OCT系統(tǒng)（ILUMIEN OPTIS OCT血管內(nèi)成像系統(tǒng)，雅培醫(yī)療，美國）。回撤速度為36 mm/s、185幀/s，回撤長度為75 mm。由2名對冠狀動脈造影數(shù)據(jù)和臨床資料未知的醫(yī)師分別進(jìn)行OCT圖像分析。如判斷結(jié)果有分歧，則由第3名醫(yī)師再次進(jìn)行分析確認(rèn)。斑塊破裂被定義為纖維帽不連續(xù)且管腔和斑塊內(nèi)核相通或斑塊內(nèi)空洞形成。薄纖維帽斑塊（thin-cap fibroatheroma，TCFA）被定義為纖維帽最薄處厚度≤65 μm的脂質(zhì)斑塊。在罪犯斑塊纖維帽最薄處測量3次纖維帽厚度取平均值作為最終纖維帽厚度。微通道表現(xiàn)為低信號、邊緣銳利的空洞樣結(jié)構(gòu)；膽固醇結(jié)晶表現(xiàn)為較高強(qiáng)度信號、衰減較低的薄線性區(qū)域，通常位于纖維帽或脂質(zhì)斑塊壞死核心中與脂質(zhì)伴行；巨噬細(xì)胞表現(xiàn)為高反射、強(qiáng)衰減的點(diǎn)狀或條帶狀結(jié)構(gòu)［7］?；贠CT圖像分析按照下述公式計(jì)算得到的歸一化標(biāo)準(zhǔn)差（normalized standard deviation，NSD）可以定量評估罪犯斑塊巨噬細(xì)胞浸潤程度［8］。

NSD=σ?（Smax-Smin）×100

其中σ代表OCT圖像信號標(biāo)準(zhǔn)差，Smax代表OCT圖像信號最大值，Smin代表OCT圖像信號最小值。

1.3 血漿TMAO測定

使用含有乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）的Vacutainer管收集經(jīng)橈動脈或股動脈入徑采集的肝素化前的血液樣品，然后立即離心并在-80℃下儲存直至分析。使用穩(wěn)定同位素稀釋-高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測量血漿TMAO水平。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 25.0進(jìn)行分析。正態(tài)分布計(jì)量資料用（s）表示，非正態(tài)分布計(jì)量資料用中位數(shù)（四分位數(shù)間距）表示，采用獨(dú)立樣本 t 或Mann-Whitney U檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例（百分比）表示，采用Chi-square卡方檢驗(yàn)或Fisher確切概率法。使用Pearson相關(guān)分析法分析血漿TMAO與NSD的關(guān)系。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者基線資料情況（表1）

入選患者的平均年齡為（59.4±10.9）歲，男性72例（80.0%），體重指數(shù)為（26.0±3.3）kg/m2，合并糖尿病34例（37.8%）、高血壓病52例（57.8%）、高脂血癥80例（88.9%），吸煙者64例（71.1%），血漿TMAO為3.22（2.35，4.56）μmol/L，SYNTAX評分為18.00（13.75，24.50）分。冠狀動脈造影結(jié)果顯示單支病變13例（14.4%）、雙支病變43例（47.8%）和三支病變34例（37.8%），左主干病變6例（6.7%）。梗死相關(guān)動脈中，左前降支40例（44.4%）、右冠狀動脈45例（50.0%）、左回旋支5例（5.6%）。

兩組患者年齡、性別、體重指數(shù)、既往合并高血壓病及高脂血癥史、吸煙史、SYNTAX評分，梗死相關(guān)動脈以及病變支數(shù)比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。TMAO高值組患者糖尿病患病率（48.9%比26.7%，P=0.050）、糖化血紅蛋白［（7.0±1.7）%比（6.3±1.5）%，P=0.040］、TMAO水平［4.55（3.75，6.74）μmol/L比2.38（1.79，2.81）μmol/L，P＜0.001］均高于TMAO低值組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1 血漿TMAO水平和NSD的關(guān)系

2.2 兩組患者OCT特征比較（表2）

兩組患者脂質(zhì)斑塊比例、鈣化斑塊比例、最小管腔面積、腔內(nèi)血栓比例、最大脂質(zhì)弓角度、膽固醇結(jié)晶比例、微鈣化比例比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。與TMAO低值組患者相比，TMAO高值組纖維斑塊比例更低（13.3%比35.6%，P=0.026）、最小纖維帽厚度更?。?0.00（60.00，100.00）μm比90.00（70.00，110.00）μm，P=0.013］，而TCFA比例（55.6%比15.6%，P＜0.001）、微通道比例（24.4%比4.4%，P=0.014）和巨噬細(xì)胞浸潤比例（66.7%比26.7%，P＜0.001）更高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。TMAO高值組患者NSD高于TMAO低值組［18.50（16.85，20.85）比15.80（14.70，17.25），P＜0.001］，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Pearson"s相關(guān)分析顯示，TMAO水平與反映罪犯斑塊巨噬細(xì)胞浸潤程度的NSD呈顯著正相關(guān)（r=0.542，P＜0.001，圖1）。

表2 兩組患者OCT特征比較

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)急性心肌梗死斑塊破裂人群血漿TMAO與罪犯斑塊的易損性相關(guān)，表現(xiàn)為：（1）TMAO高值組具有更高的TCFA、微通道發(fā)生率，且纖維帽更??；（2）TMAO高值組罪犯斑塊巨噬細(xì)胞浸潤更常見，且TMAO與巨噬細(xì)胞浸潤程度呈顯著正相關(guān)。

既往研究顯示，具有大的脂質(zhì)或壞死核心且纖維帽厚度≤65 μm的TCFA是易損斑塊的典型特征［9］。其他OCT表現(xiàn)包括微通道形成、巨噬細(xì)胞浸潤和膽固醇結(jié)晶也提示斑塊易損性［10］。有研究報道斑塊破裂患者全冠狀動脈易損斑塊數(shù)量較非破裂患者更多［11］。而且與斑塊侵蝕相比，斑塊破裂處易損斑塊特征數(shù)量更多［12］。這提示斑塊破裂的發(fā)生與斑塊易損性緊密相關(guān)。

新近代謝組學(xué)研究提示，腸道微生物及其代謝產(chǎn)物與心血管疾病發(fā)生發(fā)展有著密切的關(guān)系［13］。TMAO是由腸道菌群代謝產(chǎn)生的三甲胺經(jīng)肝黃素單加氧酶3氧化產(chǎn)生的代謝物。近期研究發(fā)現(xiàn)，TMAO能夠促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)生和進(jìn)展［2-4］。而且最新研究表明TMAO與急性心肌梗死斑塊破裂相關(guān)［6］。本研究顯示在急性心肌梗死斑塊破裂人群中，TMAO高值組患者的罪犯斑塊最小纖維帽厚度更薄，TCFA發(fā)生率、微通道比例和巨噬細(xì)胞浸潤比例更高。這一結(jié)果與Liu等［5］研究結(jié)果相似，但后者入選人群為冠心病混合人群（56%為急性冠狀動脈綜合征患者，34%為穩(wěn)定型心絞痛患者），且主要探索了TMAO與非罪犯斑塊易損特征的關(guān)系。

TMAO促進(jìn)冠狀動脈斑塊形成并進(jìn)展成為易損斑塊的具體機(jī)制不明。有研究顯示，TMAO可以抑制巨噬細(xì)胞內(nèi)膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)，最終導(dǎo)致冠狀動脈粥樣斑塊的形成和進(jìn)展［3］。TMAO還可以上調(diào)冠狀動脈內(nèi)巨噬細(xì)胞清道夫受體的表達(dá)，促進(jìn)泡沫細(xì)胞的形成［4］。另外，TMAO還與斑塊局部炎癥相關(guān)。如前所述，TMAO可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為致炎的泡沫細(xì)胞，還可以通過激活NLRP3炎癥小體和促分裂原活化蛋白14激酶/核因子-κB途徑誘發(fā)血管炎癥［14-15］。本研究發(fā)現(xiàn)，TMAO高值組患者罪犯斑塊巨噬細(xì)胞浸潤度更高，而且TMAO水平與NSD呈顯著正相關(guān)。這是從腔內(nèi)影像學(xué)角度首次證實(shí)TMAO與急性心肌梗死斑塊破裂人群罪犯斑塊炎癥有關(guān)。

本研究為單中心橫斷面研究，樣本量較小，無法排除選擇偏倚。本研究為非隨訪干預(yù)研究，僅能為揭示TMAO在急性心肌梗死斑塊破裂中的作用提供線索，無法說明TMAO與斑塊破裂的因果關(guān)系。

急性心肌梗死斑塊破裂人群血漿TMAO水平與罪犯斑塊的易損性顯著相關(guān)，可以作為評估冠狀動脈斑塊易損性的潛在生物標(biāo)志物，有助于優(yōu)化急性心肌梗死患者的危險分層方法和臨床治療策略。但TMAO導(dǎo)致斑塊進(jìn)展形成易損斑塊并最終破裂的具體分子生物學(xué)機(jī)制有待進(jìn)一步研究探討。