益生菌对心力衰竭患者再入院率及肠道菌群代谢产物氧化三甲胺的干预效果研究

陈丽娜 李森浩 周军 彭勇 徐峰

心力衰竭（下称心衰）是多种心脏疾病进展的终末阶段，虽然近年心衰治疗已取得重大进展，但心衰患者再入院率和病死率依旧居高不下，且再入院多发生于出院早期。《中国心力衰竭诊断和治疗指南2018》指出急性心衰6 个月者再入院率约50%，可能与感染这一首要诱因相关[1]。因此，Greene 等[2]提出心衰易损期的概念，系指心衰患者最易在出院早期发生再入院和死亡，所以心衰易损期的处理也是降低再入院率和死亡率的关键节点。近来研究发现，肠道菌群及其代谢产物在心衰的发生、发展中占有重要地位。氧化三甲胺（trimethylamine oxide，TMAO）作为肠道菌群的重要代谢产物，与多种心血管疾病息息相关[3]。多项研究显示TMAO 与心衰的发生、发展密切相关，且可作为心衰患者预后的预测因素[4]。肠道菌群及其代谢产物的改善及干预已成为改善心衰的新的靶点，也成为当下研究热点。本研究探讨益生菌对心衰患者再入院率及肠道菌群代谢产物TMAO 的干预效果，现将结果报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象 选择2020 年9 月至2021 年12 月绍兴市中西医结合医院心内科收治的急性心衰或慢性心衰急性发作的患者100 例，男48 例，女52 例，年龄52～89（71.88±7.43）岁。按随机数字表法将患者分为观察组和对照组各50 例，两组患者性别、年龄、合并症等一般资料比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05），见表1。纳入标准：符合《中国心力衰竭诊断和治疗指南2018》中急性心衰诊断标准[1]。排除标准：入组前4 周内使用益生菌、皮质类固醇或免疫抑制剂治疗；对双歧杆菌三联活菌胶囊的成分过敏；6个月内发生急性冠脉综合征或6 个月内行心脏再同步化治疗；严重感染、恶性肿瘤、明显的肝肾原发疾病所致心衰；中度或者重度肝功能损害（Child-Pugh分级为B 或C 级），严重肾功能衰竭（估测的肾小球滤过率＜30 mL/min）；胃肠道感染（包括炎症性肠病）；肠梗阻；心包压塞、肺栓塞、顽固性终末期心衰；入院72 h 内死亡或出院；活动性心肌炎；原发性心脏瓣膜疾病；严重室性心律失常；心源性休克；血液系统疾病；自身免疫性疾病；接受肾脏替代治疗。本研究经本院医学伦理委员会审查通过（批准文号：2020-伦审-15），患者均签署知情同意书。

表1 两组患者一般资料比较

1.2 方法

1.2.1 治疗方法 两组患者入院后均采用常规治疗心衰药物方案，包括服用利尿剂、β 受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂（angiotensin-converting enzym inhibitor，ACEI）或血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂（angiotensin receptor blockers，ARB）、血管紧张素/脑啡肽酶抑制剂（angiotensin receptor neprilysin inhibitor，ARNI）、醛固酮受体拮抗剂（mineralocorticoid receptor antagonists，MRA）、洋地黄类等抗心衰药物。观察组在以上治疗方案的基础上增加口服双歧杆菌三联活菌胶囊（规格：210mg/粒，国药准字：S10950032，上海信谊药厂有限公司）630 mg/次，2 次/d，连续服用3 个月。两组患者出院时继续服用上述抗心衰药物，两组患者出院口服常规治疗心衰药物比较见表2。

表2 两组患者出院口服常规治疗心衰药物比较[例（%）]

1.2.2 观察指标检测 （1）左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）：采用美国GE 公司LOGIQ E8 型彩色脉冲多普勒超声波诊断仪测定LVEF。（2）血浆TMAO：取患者入院次日、随访结束次日空腹外周血5 mL，于EDTA 抗凝管中混匀，4 000 r/min离心10 min，吸取血浆于EP 管中，于液氮罐速冻后转移至-80 ℃冰箱保存待检。采用稳定同位素稀释高效液相色谱串联质谱技术检测血浆TMAO 水平，试剂盒购自美国Sigma 公司。（3）氨基末端脑钠肽前体（N-terminal pro-brain natriuretic peptide，NT-proBNP）：取患者外周静脉血2 mL，于含血清分离胶的试管内抗凝处理，3 000 r/min 离心15 min，取血清，低温保存。采用酶联免疫吸附试验检测NT-proBNP 水平，试剂盒购自深圳瑞莱生物工程有限公司。

1.2.3 随访 两组患者出院后每月行门诊或电话随访1 次，共随访3 个月。随访期间出现心衰加重再入院时随访结束。心衰加重再入院标准：根据《中国心力衰竭诊断和治疗指南2018》诊断标准，出现以下任何一项被视为符合心衰加重再入院标准：NT-proBNP 异常（＜50 岁NT-proBNP＞450 ng/L，50～75 岁NT-proBNP＞900 ng/L，＞75 岁NT-pro-BNP＞1 800 ng/L）；新发的液体潴留，排除肝肾功能异常及营养不良等原因；静息心率较出院增加20 次/min；夜间阵发性呼吸困难或端坐呼吸；呼吸困难，呼吸频率20～40 次/min，咳嗽并咳出粉红色泡沫痰。比较两组患者再入院率，治疗后心功能指标（LVEF、NT-proBNP）、血浆TMAO。

1.3 统计学处理 采用SPSS19.0 统计软件。正态分布的计量资料以表示，组间比较采用两独立样本t 检验，治疗前后比较采用配对t 检验。非正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，组间比较采用非参数检验，治疗前后比较采用Wilcoxon 秩和检验。计数资料组间比较采用χ2检验。等级资料组间比较采用秩和检验。采用Spearman 法分析血浆TMAO与NT-proBNP 的相关性。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者治疗前LVEF、血浆TMAO、NT-proBNP 比较及血浆TMAO 与NT-proBNP 相关性分析两组患者治疗前LVEF、血浆TMAO、NT-proBNP 比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05），见表3。患者治疗前血浆TMAO 与NT-proBNP 呈正相关（rs=0.523，P＜0.05）。

表3 两组患者治疗前LVEF、血浆TMAO、NT-proBNP 比较

2.2 两组患者再入院率比较 随访结束时，观察组心衰加重再入院患者6 例（12.00%），其中死亡1例（2.00%）；对照组心衰加重再入院患者14 例（28.00%），无一例死亡患者。观察组再入院率低于对照组，差异有统计学意义（χ2=4.00，P＜0.05）。

2.3 两组患者治疗前后心功能、血浆TMAO 比较随访结束时，观察组患者44 例，对照组患者36 例。两组患者治疗前NT-proBNP、LVEF、血浆TMAO 比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。观察组治疗后LVEF 高于对照组，血浆TMAO 低于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。两组患者治疗后NT-proBNP、血浆TMAO 低于治疗前，LVEF 高于治疗前，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。见表4。

3 讨论

心衰是各种心脏功能性或结构性疾病导致心室充盈和（或）射血功能受损，心排血量不能满足机体组织需要，以肺循环和（或）体循环淤血，器官、组织灌注不足为临床表现的一组综合征，主要表现为呼吸困难、体力活动受限和体液潴留。慢性心衰是心血管疾病的终末期表现，也是心血管疾病患者最主要的死因。目前，心衰发病率仍在不断升高，再入院率和病死率也居高不下[5]。EVEREST 研究及CHARM 研究等多项研究表明，心衰患者出院后早期（通常是3 个月内）最易发生再入院及死亡，即心衰易损期[6-7]。黄峻[8]将心衰易损期视作急性心衰与慢性稳定性心衰的中间过渡阶段，指出此阶段患者尚未达到干重状态，仍存在持续的血流动力学充血，易发生失代偿从而进一步发展为急性心衰。因此，在住院心衰患者中快速识别再入院高风险患者并给予相应处理具有着重要意义。

近年来多项研究指出肠道菌群失调与心衰的发生、发展之间存在着显著相关性[3]。肠道菌群被称为人体的第二基因组，广泛分布于人体的口腔、胃肠道、皮肤等部位，参与人体生长发育、免疫调节等进程，肠道菌群的动态平衡对维持内环境稳态、形成黏膜免疫屏障以及防止病原菌定植至关重要[9]。Nagatomo 等[10]基于心衰与肠道菌群相互作用的研究提出了心衰-肠道假说，即：心衰时心输出量减少和体循环的重新分布会导致肠灌注减少、黏膜缺血，导致肠道黏膜破坏，肠道屏障功能的这些改变会导致肠道通透性增加、肠道菌群失调、细菌移位和循环内毒素水平增加，诱导生成炎症相关因子；激活的炎症因子亦可促进机体发生炎症反应，从而加重心衰，病理过程中也不乏肠道菌群代谢产物的参与。

血浆TMAO 是食物中的胆碱、肉碱等物质经过肠道菌群及肝脏作用生成的代谢产物，最终经肾脏排出体外。多项基础研究表明TMAO 能够促进心肌纤维化，加速动脉粥样硬化的发生，对于心脏的具体影响表现在LVEF 下降、脑钠肽升高，进而导致了心衰的发生、发展[10-11]。Tang 等[4]通过对720 例患者的长期随访发现，持续性高水平的血浆TMAO 可能会使患者病死率升高，TMAO 可以作为心衰患者远期预后的独立预测因素。丘伟达等[12]发现血浆TMAO与缺血性心衰患者的住院时间延长呈正相关。本研究通过Spearman 秩相关分析发现，心衰患者治疗前血浆TMAO 与NT-proBNP 呈正相关，这与Nagotomo 等[10]在基础研究中得出的部分结论相吻合，但其导致心肌纤维化等心脏病变的具体作用途径仍需进一步明确。这表明血浆TMAO 不仅可促进心衰进展，也可作为评估心衰患者预后及再入院风险的指标。因此，减少TMAO 的生成可以作为改善心衰患者预后的潜在治疗靶点。常用的干预策略主要针对肠道菌群的组成及其代谢途径。目前可以通过饮食干预、添加益生菌、使用抗生素及粪菌移植等方式调节肠道菌群的组成[13]。含有卵磷脂、胆碱、肉碱的食物是TMAO 形成的重要来源，但是Obeid 等[14]发现，限制上述食物摄入的老年人与同龄人相比血浆TMAO 水平未见明显异常。因此，肉碱等相关食物的摄入与血浆TMAO 浓度的关系还有待进一步研究。

本研究通过出院后3 个月的随访发现，观察组再入院率低于对照组，说明益生菌用于心衰患者能够减少心衰患者在心衰易损期的再入院情况的发生，改善预后。本研究结果显示，治疗前两组患者血浆TMAO、NT-proBNP、LVEF 水平比较，差异无统计学意义，两组患者治疗后NT-proBNP、血浆TMAO低于治疗前，LVEF 高于治疗前，表明心衰患者病情改善后，肠道供血及肠屏障功能部分恢复，通过心-肠轴作用进一步减少TMAO 的生成，抑或是加速血浆TMAO 的代谢，但这与肠道菌群及TMAO 促进心衰发生、发展的作用途径是否一致尚不明确。Costanza 等[15]发现，与安慰剂组相比，接受布拉氏酵母菌治疗的心衰患者左心房直径、LVEF 得到了改善。本研究中观察组患者加用益生菌，治疗后血浆TMAO 低于对照组、LVEF 高于对照组，这与Costanza 等的结果部分一致，表明通过补充益生菌能够降低血浆TMAO 水平，改善心衰患者心功能。

综上所述，对于心衰患者给予益生菌干预能够降低血浆TMAO，改善心功能，降低患者的短期再入院率。但本研究由于研究时间较短，入组病例数较少，对患者出院后饮食等因素未进行明确要求，并且观察组再入院患者中有死亡病例，因此在未来仍需进一步增加样本量进行验证其对心衰患者远期预后的改善情况。