血浆氧化三甲胺与冠心病预后关系的剂量-反应Meta分析

白雪琦，靳春荣，肖 珊

目前，心血管疾病已经成为威胁人类健康的主要疾病之一。《中国心血管病报告2018》[1]报道我国心血管疾病患病人数达到2.9亿人，其患病率及死亡率仍处于持续上升阶段，尤其是冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)病人，尽管目前已有规范化的治疗，但是在长期治疗过程中，容易发生主要不良心血管事件(major adverse cardiac events，MACE)，预后状况差，是导致病人死亡的主要原因。因此，寻找能预测冠心病不良心血管事件风险的生物标志物具有重要意义。近年研究发现，肠道微生物产生的代谢产物参与了高血压、糖尿病、冠心病的发生和发展过程[2]，其中氧化三甲胺(trimethylamine oxide，TMAO)作为肠道微生物代谢产物之一，其浓度升高可导致动脉硬化、血小板高反应性、炎症反应以及相关代谢综合征，与冠心病尤其是急性冠脉综合征(ACS)的发生有关[3-5]。多项队列研究提示，TMAO与发生心血管事件风险有关[6-7]；也有研究表明，在调整传统危险因素及生物标志物之后，血浆TMAO不能预测冠心病心血管事件的发生[8]。虽有报道TMAO与冠心病预后相关的Meta分析[9]，但其纳入研究较少且没有评估两者之间的剂量-反应关系。本研究旨在以剂量-反应分析方法来研究血浆TMAO水平与冠心病预后的关系，以期对临床冠心病防治提供参考。

1 资料与方法

1.1 检索策略 计算机检索PubMed、EMbase、Cochrane Library、Web of Science、万方、维普、中国知网等数据库，获取TMAO与冠状动脉性心脏病预后相关性研究的文献，检索时限为从建库至2020年3月。采用“主题词+自由词”为检索词以布尔逻辑运算符连接进行文献检索。中文检索关键词包括：冠状动脉疾病、冠状动脉性心脏病、急性冠脉综合征、心绞痛、心肌梗死、动脉硬化、心血管疾病、心肌缺血、氧化三甲胺；英文检索词包括：coronary disease，acute coronary syndrome，myocardial infarction，ST elevation myocardial infarction，STEMI，Non-ST elevated myocardial infarction，NSTEMI，inferior wall myocardial infarction，anterior wall myocardial infarction、myocardial ischemia，coronary artery disease，angina，cardiovascular diseases，atherosclerosis，carotid artery diseases，plaque，atherosclerotic，trimethylamine oxide，TMAO，trimethylamine N-oxide。检索时查阅所检索文献的参考文献以补充未检索到的遗漏文献。

1.2 纳入及排除标准

1.2.1 纳入标准 ①研究类型为前瞻性队列研究；②研究对象为确诊的冠心病病人，包括心绞痛、心肌梗死、急性冠脉综合征、稳定性冠心病等；③结局指标为MACE，包括死亡、再发心肌梗死、心力衰竭、卒中；④提供风险比(HR)/相对危险度(RR)和95%CI或具有完整数据可通过计算得出上述数值；⑤纳入剂量-反应分析的研究，至少需要3个TMAO水平分组。

1.2.2 排除标准 ①无法获取全文或者数据不完整的文献；②动物研究；③综述及会议摘要文献；④重复发表的文献。

1.3 文献质量评价与数据提取 应用纽卡斯尔-渥太华量表[10](Newcastle-Ottawa Scale，NOS)从研究对象选择、组间可比性及结局测量 3 个方面进行文献质量评价，评分≥7 分为高质量文献，评分<5分则不纳入Meta分析研究。

文献筛选和数据提取均由两位研究人员完成，遇有争议时与第3位研究人员共同讨论决定。纳入研究所提取数据包括：第一作者及发表时间；国家/地区；研究对象及样本量；主要结局指标(MACE、全因死亡)及结局事件发生情况；随访时间；控制的混杂因素；血浆TMAO水平分组、各组样本量；调整混杂因素最多的HR/RR以及95%CI(最高水平组与最低水平组相比)。

剂量-反应分析是以最低剂量组作为参考组，提取TMAO水平分组数据，当各组未报告TMAO水平均数或中位数时，取各组区间组中值作为该组平均剂量。当最低剂量组区间未给出区间下限时，以0作为下限值计算组中值；当最高剂量组区间没有给出区间上限时，取区间下限值×1.5作为该组平均剂量[11]。

1.4 统计学处理 采用Stata 14软件进行数据分析。以Q检验及I2值评估纳入研究异质性大小，当I2≤50%应用固定效应模型，I2>50%应用随机效应模型进行效应指标合并，并通过亚组分析、敏感性分析排除异质性来源。采用 Begg 和 Egger 法评估发表偏倚[12]。通过广义最小二乘估计方法构建剂量-反应关系模型，先应用立方限制样条作为链接函数拟合非线性剂量-反应模型[13]，再通过Wald检验评估血浆TMAO水平与冠心病事件发生风险是否存在非线性关系，使用 XBLC 命令绘制剂量-反应关系曲线图[14]。

2 结 果

2.1 文献检索情况 检索数据库共获得相关文献2 879篇，其中PubMed 531篇，EMbase 993篇，Cochrane Library 149篇，Web of Science 619篇，万方数据库39篇，中国知网399篇，维普数据库149篇，应用Endnote软件剔除重复文献1 414篇，阅读文献标题、摘要共排除文献1 389篇，全文阅读文献76篇，最终纳入研究文献10篇[3，6-7，15-21]。文献筛选流程见图1。

图1 文献筛选流程图

2.2 纳入文献基本信息及质量评价 纳入研究的10篇文献(12项队列研究)，9篇为英文文献，1篇[21]为中文文献，涉及病人总数12 945例；其中7篇文献报道了TMAO与冠心病MACE发生的关系，6篇文献报道了TMAO与冠心病全因死亡发生的关系；关于血浆TMAO与冠心病全因死亡的关系，Lever等[20]则以是否合并糖尿病报道了2项队列研究。关于剂量-反应分析，符合要求的文献有3篇，5项队列研究。文献特征见表1。

表1 纳入文献基本信息及质量评价

2.3 血浆TMAO水平与冠心病病人心血管事件发生的 Meta分析情况 有7篇文献(7项队列研究)[6-7，15-18，21]分析了TMAO与冠心病病人预后心血管事件发生的关系，Meta分析结果显示，血浆TMAO水平较高时，冠心病相关心血管事件发生风险增加[HR=1.56，95%CI(1.24，1.96)，P<0.05]。Begg法发表偏倚检验提示P>0.05；Egger法发表偏倚检验提示P<0.05；逐篇排除进行敏感性分析提示结果稳定。7项研究队列的随访时间亚组分析结果显示，随访时间>3年的研究总HR及95%CI为1.58(1.24，2.02)，P<0.05；随访时间1～3年的研究总HR及95%CI为1.30(1.10，1.52)，P<0.05，提示TMAO对冠心病长期预后更具有预测价值。详见图2。

图2 血浆TMAO水平与冠心病MACE发生风险的Meta分析森林图

2.4 血浆TMAO水平与冠心病相关全因死亡率的Meta分析情况 有6篇文献(7项队列研究)[3，7，15，17，19-20]研究了TMAO与冠心病病人发生全因死亡的关系，Meta分析结果显示，血浆TMAO水平较高时，冠心病相关全因死亡事件发生风险增加[HR=1.87，95%CI(1.53，2.27)，P<0.05]。Begg和Egger法发表偏倚检验提示P>0.05；逐篇排除进行敏感性分析提示结果稳定。7项研究队列的传统危险因素调整情况亚组分析，Meta分析结果显示，传统危险因素未调整时合并HR及95%CI为2.47(1.65，3.69)，P<0.05，传统危险因素调整后合并HR及95%CI为1.71(1.37，2.15)，P<0.05。提示不论是否调整传统危险因素，血浆TMAO均可预测冠心病全因死亡。详见图3。

图3 血浆TMAO水平与冠心病全因死亡率的Meta分析森林图

2.5 血浆TMAO水平与冠心病预后的剂量-反应关系分析 3篇文献(4项队列研究)[6-7，17]进行了血浆TMAO水平与冠心病预后的剂量-反应关系分析，研究发现：①血浆TMAO水平与冠心病心血管事件的发生呈非线性关系(χ2=6.82，P<0.05)。②血浆TMAO<5 μmol/L时，其水平每增加1 μmol/L，冠心病心血管事件风险无明显增加；血浆TMAO>5 μmol/L时，其水平每增加1 μmol/L，冠心病心血管事件风险则明显增加。③当血浆TMAO水平为4.93 μmol/L、6.09 μmol/L、7.28 μmol/L、9.27 μmol/L、9.70 μmol/L、11.87 μmol/L时，冠心病发生心血管事件的HR及95%CI分别为1.09(0.98，1.21)、1.18(1.06，1.32)、1.29(1.14，1.47)、1.51(1.27，1.79)、1.56(1.30，1.87)、1.84(1.44，2.34)。

3 讨 论

TMAO是一种重要的肠道微生物依赖代谢物，由饮食中的胆碱、甜菜碱及左旋肉碱经肠道微生物代谢产生三甲胺(TMA)，再通过肝脏中的黄素单加氧酶3氧化而成，主要通过肾脏排泄，正常人血浆TMAO浓度中位值：男性为3.91 μmol/L，女性为3.56 μmol/L[22-24]。研究表明，TMAO可以诱导激活核转录因子-κB(NF-κB)通路，使多个炎性因子表达增加，并且能够触发氧化应激和激活NLRP3炎症小体[4，25-27]，此外，TMAO促进血小板高反应性和血栓形成[5]。以上均为其参与冠心病发展进程、影响冠心病预后的潜在机制。研究发现，即使冠心病病人实施目前指南推荐的二级预防治疗后，血浆TMAO水平仍略有上升[16]。Heianza等[28]关于TMAO与心血管事件发生关系的Meta分析表明，高TMAO与心血管事件发生风险相关[RR=1.62，95%CI(1.45，1.80)]，但其研究对象基线特征差异大，此结论对临床指导意义有限。

本研究纳入10篇文献进行血浆TMAO水平与冠心病相关心血管事件和全因死亡发生风险分析，Meta分析发现，较高TMAO水平增加了冠心病病人心血管事件和全因死亡的风险，且对冠心病病人长期预后更具有预测价值；即使调整传统危险因素后，血浆TMAO水平仍是冠心病预后事件发生的预测指标。剂量-反应分析发现两者呈非线性关系，当血浆TMAO水平超过5 μmol/L时，冠心病相关心血管事件发生风险迅速增加。关于血浆TMAO水平与冠心病MACE发生风险的分析，Egger 法发表偏倚检验P<0.05，提示可能存在发表偏倚，但根据考克兰手册[29]，Begg 和 Egger 法均基于漏斗图是否对称来判断是否存在发表偏倚，而影响漏斗图对称的因素还包括低质量研究、小样本研究等，当纳入文献少于10篇时，两种检验方法误差较大，不能准确反映发表偏倚，结合本研究所纳入研究之间无明显异质性，逐项研究排除行敏感性检验无明显变化，结果较为稳定，因此，本研究结论仍较可靠。

本研究有一定的局限性：①所纳入的文献关于TMAO升高定义有一定差异；②与其他观察性研究类似，不能排除归因于未测量因素的残留混淆的可能性；③肠道微生物群易受环境因素影响，如饮食摄入，进而影响血液中TMAO水平，而本研究纳入的研究均无饮食摄入评估；④研究表明，TMAO水平对冠心病心血管事件发生风险的预测，慢性期优于急性期[16]，而本研究纳入的研究多为住院期间某个时间点测量TMAO水平，这可能无法获取肠道微生物代谢产物的长期水平对冠心病预后的影响；⑤尽管本研究纳入有10篇文献(12项队列研究)，能够用于剂量-反应分析的研究仅3篇文献(4项队列研究)，提供数据有限，可能导致研究结果存在误差。

现有研究表明，血浆TMAO水平对冠心病预后具有预测价值，至于降低TMAO水平能否改善冠心病病人的预后尚无研究报道，未来期望进行相关临床试验研究，为临床冠心病防治、改善冠心病病人预后提供新思路。