BiomarkerCholin und L-CarnitinDarmmikrobiomDiabetische RetinopathieDiagnostische Genauigkeit

Erhöhte Trimethylamin-N-Oxid-Spiegel im Plasma stehen im Zusammenhang mit diabetischer Retinopathie

  • 2020
  • Weiming Liu, Chunmin Wang, Yu Xia, et al.
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Die diabetische Retinopathie (DR) ist eine der Hauptursachen für Sehverlust bei Menschen mittleren Alters und älteren Menschen. In der Studie wird eine weltweite Prävalenz von etwa 34,6 % bei Menschen mit Diabetes angegeben. Da in der klinischen Praxis nur wenige Biomarker zum Einsatz kommen, könnten bessere Marker zur frühzeitigen Prävention und zur personalisierten Versorgung von Hochrisikopatienten beitragen. TMAO ist ein aus dem Darmmikrobiom stammender Metabolit, der bereits mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes in Verbindung gebracht wird. Den Autoren zufolge ist dies der erste Bericht, der einen Zusammenhang zwischen TMAO und der DR herstellt. Dies deutet auf einen möglichen Zusammenhang zwischen dem Darmmikrobiom und den Augenkomplikationen bei Diabetes hin, allerdings sind die Ergebnisse vorläufig.

Summary

An dieser Querschnittsstudie am Ersten Angeschlossenen Krankenhaus der Soochow-Universität (Suzhou, China) nahmen zwischen Juli und Dezember 2019 162 stationäre Patienten chinesischer Han-Ethnizität im Alter von 40 bis 85 Jahren teil. Davon litten 122 an Typ-2-Diabetes (50 ohne DR, 30 mit nicht-proliferativer DR und 42 mit proliferativer DR). Die übrigen 40 waren nicht-diabetische Patienten mit einem idiopathischen Makulaloch, die als Kontrollgruppe dienten. Der TMAO-Spiegel im Nüchternplasma wurde mittels LC-MS/MS gemessen. Patienten, die in den letzten drei Monaten Antibiotika oder Probiotika eingenommen hatten, wurden ebenso ausgeschlossen wie Vegetarier. Der TMAO-Spiegel war bei der Kontrollgruppe am niedrigsten und stieg von Diabetes ohne DR bis hin zur proliferativen DR an. Ein höherer TMAO-Spiegel war nach Bereinigung um Alter, Geschlecht, BMI, Diabetesdauer, Bluthochdruck und Nierenfunktion mit einem höheren Risiko und einem schwereren Verlauf der DR verbunden. Die Einbeziehung des TMAO-Spiegels verbesserte ein aus bekannten Risikofaktoren erstelltes Diagnosemodell geringfügig. Die Autoren betonen, dass ein Kausalzusammenhang nicht nachgewiesen ist, und fordern prospektive Studien.

Key findings

  • Das mediane Plasma-TMAO (µmol/L) stieg über die Gruppen hinweg an: Kontrollen 0,357, Diabetes ohne DR 0,458, nicht-proliferative DR 0,687 und proliferative DR 0,793 (P < 0,001).
  • TMAO war bei allen Patienten mit Typ-2-Diabetes höher als bei nicht diabetischen Kontrollen (0,610 vs. 0,357; P < 0,001) und bei DR-Patienten höher als bei Patienten ohne DR (0,752 vs. 0,458; P = 0,001).
  • Pro Standardabweichung des ln-transformierten TMAO betrug die adjustierte Odds Ratio für DR 2,62 (95-%-KI 1,51-4,55; P = 0,001) und 2,31 (95-%-KI 1,30-4,12; P = 0,005) nach zusätzlicher Adjustierung für die eGFR.
  • Patienten im höchsten TMAO-Quartil hatten deutlich höhere Chancen auf eine DR als Patienten im niedrigsten (OR 8,76, 95-%-KI 2,21-34,76; P = 0,002; nach Adjustierung für die eGFR OR 7,42, 95-%-KI 1,72-32,00). Die Konfidenzintervalle sind wegen der kleinen Stichprobe breit.
  • Höheres TMAO sagte auch einen schwereren DR-Schweregrad voraus (ordinale OR 2,05, 95-%-KI 1,27-3,33; P = 0,004 nach Adjustierung).
  • Der Zusammenhang war bei Männern stärker (OR 4,17, 95-%-KI 1,73-10,04) als bei Frauen (OR 2,13, 95-%-KI 0,97-4,65; P-Interaktion = 0,006). Die Autoren vermuten Unterschiede in Ernährung und Darmmikrobiom zwischen den Geschlechtern, was nicht getestet wurde.
  • TMAO allein war ein mäßiger diagnostischer Marker: AUROC 0,679, und ein Grenzwert von 0,761 µmol/L ergab 50 % Sensitivität und 86 % Spezifität.
  • Die Aufnahme von TMAO in ein Modell mit bekannten Risikofaktoren erhöhte die AUROC von 0,646 auf 0,734 (P = 0,043), und die integrierte Diskriminationsverbesserung (IDI) betrug 10,7 % (P < 0,001).
  • TMAO korrelierte positiv mit dem Alter (r = 0,314), der Diabetesdauer (r = 0,233) und dem Serumkreatinin (r = 0,393) sowie negativ mit der eGFR (r = −0,528). Es korrelierte nicht mit BMI oder Blutfetten.
  • Patienten mit proliferativer DR hatten niedrigere Nüchternglukose- und HbA1c-Werte (medianer HbA1c 7,3 % vs. 9,4 % bei Diabetes ohne DR). Die Autoren führen dies auf Selektionsverzerrung und den Zeitpunkt der Probenentnahme zurück, da die Patienten mit proliferativer DR zur Vitrektomie aufgenommen wurden, nachdem der Blutzucker gut eingestellt worden war. Glukose und HbA1c gingen nicht in die Analysen ein.
  • Vorgeschlagene Mechanismen (hier nicht getestet): Insulinresistenz und Dyslipidämie, systemische Entzündung sowie vaskuläre Entzündung oder endotheliale Dysfunktion. Die Autoren vermuten außerdem, dass TMAO bei Chinesen niedriger ist als in westlichen Bevölkerungen, und führen dies auf die Ernährung zurück.
  • Einschränkungen: Das Querschnittsdesign erlaubt keine Aussage über Ursache und Wirkung oder deren Richtung. Die Stichprobe ist klein und stammt aus einem einzigen Krankenhaus. Ernährung, Plasma-Cholin, TMA und Darmflora wurden nicht gemessen. TMAO in Augenflüssigkeiten wurde nicht bestimmt, und Lebensstil und Begleiterkrankungen wurden nicht berücksichtigt.
  • Die Studie ist im Chinese Clinical Trial Registry registriert (ChiCTR1900024138). Die Förderung kam von der National Natural Science Foundation of China, dem Jiangsu Provincial Medical Innovation Team und dem Soochow Scholar Project. Die Autoren erklären, keinen Interessenkonflikt zu haben.

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Citation

Liu W, Wang C, Xia Y, Xia W, Liu G, Ren C, Gu Y, Li X, Lu P. Elevated plasma trimethylamine-N-oxide levels are associated with diabetic retinopathy. Acta Diabetologica. 2021;58:221–229. doi:10.1007/s00592-020-01610-9

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