2017～2019年遼寧地區(qū)老年2型糖尿病患者和健康人員腸道微生態(tài)菌群情況比較

吳娜 于洪宇 (錦州醫(yī)科大學(xué)，遼寧 錦州 121000)

慢性非傳染性疾病已經(jīng)成為當(dāng)今世界最主要的死亡原因，主要包括糖尿病(DM)、心腦血管疾病、惡性腫瘤等〔1〕。而DM是最重要的慢性非傳染性疾病致病之一，目前全球患病人數(shù)已超過(guò)4億例〔2〕。近年來(lái)，DM尤其是2型DM(T2DM)發(fā)病人數(shù)不斷增加，老年患者隨病程遷延，治療難度逐漸增大。隨著相關(guān)研究進(jìn)展，DM發(fā)病除了與遺傳、飲食習(xí)慣、運(yùn)動(dòng)等有關(guān)，腸道菌群可能也發(fā)揮了重要作用。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群能通過(guò)調(diào)節(jié)宿主物質(zhì)能量代謝、改善炎癥反應(yīng)從而參與多種代謝疾病的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程〔3,4〕。本研究分析腸道菌群在T2DM發(fā)生和發(fā)展中可能起到的作用。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2017年1月至2019年3月錦州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院627例老年T2DM患者糞便樣本納入T2DM組和214例體檢健康人員糞便樣本納入正常組。T2DM組男340例，女287例，平均年齡(72.4±8.6)歲；正常組男112例，女102例，平均年齡(69.3±7.7)歲，兩組性別、年齡比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①參考《中國(guó)2型糖尿病防治指南(2013年版)》〔5〕，患者確診為T(mén)2DM；②年齡65歲以上；③患者知情并簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①肝腎等重要臟器嚴(yán)重?fù)p害；②近期有服用過(guò)微生態(tài)制劑或抗生素；③無(wú)腹瀉、便秘等消化道疾病或胃腸手術(shù)史；④患者資料不全等。本次研究提交醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核并通過(guò)。

1.2方法 所有患者就診時(shí)采集其糞便樣本，將新鮮糞便樣本(10±5)g于2 h內(nèi)速凍于-80℃冰箱中。采用TIANamp Stool DNA Ki試劑盒提取200 mg樣本中微生物的總DNA，然后將所提取的DNA為模板，根據(jù)菌群16 S rRNA V3序列設(shè)計(jì)各類(lèi)菌種特異性引物，并在Blast基因庫(kù)中對(duì)比其特異性，引物序列見(jiàn)表1。采用Applied Biosystems實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀(美國(guó)賽默飛公司，ABI 7500型)對(duì)腸道中常見(jiàn)幾種細(xì)菌進(jìn)行定量測(cè)定，反應(yīng)條件：反應(yīng)條件為95℃，以101～108拷貝/L濃度取1 g糞便中基因拷貝數(shù)的對(duì)數(shù)1 g/g表示細(xì)菌數(shù)量。采集所有研究對(duì)象空腹靜脈血檢測(cè)糖化血紅蛋白(HbA1c)水平，檢測(cè)儀器為HPLC法測(cè)定儀(Bio-Rad公司，D10型)。

表1 各類(lèi)菌種特異性引物序列

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS22.0軟件進(jìn)行t及χ2檢驗(yàn)、Pearson相關(guān)分析。

2 結(jié) 果

2.1兩組腸道主要菌群數(shù)目比較 T2DM組柔嫩梭菌類(lèi)、雙歧桿菌、腸球菌數(shù)目明顯高于正常組，乳桿菌、擬桿菌數(shù)目明顯低于正常組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)，見(jiàn)表2。

2.2兩組各菌屬占總菌群比例比較 T2DM組腸球菌、柔嫩梭菌類(lèi)占總細(xì)菌比例明顯高于正常組，球形梭菌類(lèi)、擬桿菌數(shù)占比明顯低于正常組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)，見(jiàn)表3。

2.3不同HbA1c水平老年T2DM患者腸道菌群比較 將T2DM患者分成血糖控制良好組(HbA1c<6.5%)和血糖控制不良組(HbA1c≥6.5%)，血糖控制不良組擬桿菌數(shù)明顯低于血糖控制良好組，腸球菌屬明顯高于血糖控制良好組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)，兩組雙歧桿菌、乳桿菌等益生菌數(shù)量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見(jiàn)表4。

2.4HbA1c水平與老年T2DM患者腸道菌群相關(guān)性 血糖控制良好組HbA1c水平〔(6.37±0.97)%〕明顯低于血糖控制不良組(7.72±1.20)%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=13.278,P=0.000)相關(guān)性分析顯示，HbA1c水平與腸球菌數(shù)目呈正相關(guān)(r=0.846，P<0.001)，與擬桿菌呈負(fù)相關(guān)(r=-0.873，P<0.001)。球形梭菌類(lèi)(r=-0.231，P=0.054)、柔嫩梭菌類(lèi)(r=0.246，P=0.051)、雙歧桿菌(r=-0.154，P=0.062)、乳桿菌(r=-0.205，P=0.059)、大腸桿菌(r=0.211，P=0.066)與HbA1c水平關(guān)系不顯著。

3 討 論

人體胃腸道是體內(nèi)最大的細(xì)菌聚集地，有超過(guò)1 014個(gè)細(xì)菌，是人體所有體細(xì)胞總數(shù)的10倍以上。盡管個(gè)體外在差異變化較大，但人體內(nèi)部主要微生物構(gòu)成種類(lèi)較為穩(wěn)定〔6，7〕。且眾多細(xì)菌在腸道中共生形成腸黏膜屏障，防止病菌入侵、合成人體所必需維生素和分解有害物質(zhì)，在多項(xiàng)生理功能和代謝活動(dòng)中起到重要作用〔8〕。研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群可通過(guò)參與機(jī)體能量物質(zhì)代謝、調(diào)節(jié)人體微炎癥反應(yīng)、促進(jìn)腸源性激素分泌等方式參與糖尿病等多種代謝性疾病發(fā)展過(guò)程〔9〕。

本研究調(diào)查結(jié)果顯示2017～2019年遼寧地區(qū)老年T2DM患者，菌群數(shù)量以球形梭菌、柔嫩梭菌和擬桿菌為主，且球形梭菌和擬桿菌的總數(shù)量超過(guò)腸道總菌群數(shù)量，推測(cè)原因可能是擴(kuò)增總菌群的通用引物特異性不強(qiáng)而造成總菌群測(cè)定數(shù)量偏低〔10〕。已有研究發(fā)現(xiàn)，T2DM患者腸道厚壁菌數(shù)量相比于普通人群偏高，而擬桿菌數(shù)量偏低〔11〕。厚壁菌能從人體攝入食物中分解的能量高于擬桿菌，且腸道內(nèi)菌群數(shù)量可隨人體新陳代謝變化而調(diào)整。肥胖是誘導(dǎo)T2DM發(fā)生的主要環(huán)境因素，檢測(cè)肥胖人群減重后腸道內(nèi)菌群發(fā)現(xiàn)，厚壁菌數(shù)量減少而擬桿菌數(shù)量增加〔12〕。此外，有研究發(fā)現(xiàn)擬桿菌能利用食物顆粒、脫落腸道上皮細(xì)胞等，根據(jù)環(huán)境中糖類(lèi)水平變化，調(diào)節(jié)器基因組編碼的大量糖基水解酶、代謝酶類(lèi)，幫助機(jī)體有效利用食物中多糖。姚堯等〔13〕在GF小鼠腸道內(nèi)接種擬桿菌可加快葡萄糖運(yùn)輸至需要部位，有助于宿主進(jìn)行正常功能，推測(cè)擬桿菌可能通過(guò)參與物質(zhì)能量代謝過(guò)程在機(jī)體代謝疾病發(fā)展中起到一定作用。

隨著近年來(lái)對(duì)肥胖、DM等代謝性疾病的腸道菌群研究增多，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充外源性益生菌可改善系統(tǒng)炎癥反應(yīng)水平和代謝性?xún)?nèi)毒素血癥。Sheng等〔14〕研究發(fā)現(xiàn)，T2DM及肥胖患者體內(nèi)乳酸桿菌及雙歧桿菌隨HbA1c水平升高而降低，但本研究發(fā)現(xiàn)兩者與HbA1c水平無(wú)明顯相關(guān)性，推測(cè)原因可能是不同研究樣本數(shù)量不同，引發(fā)結(jié)果偏差較大，也可能是T2DM患者在高血糖刺激下自身腸道菌群發(fā)生應(yīng)激性改變，引發(fā)益生菌明顯增加，以逆轉(zhuǎn)機(jī)體慢性炎癥反應(yīng)〔15〕。

本研究還發(fā)現(xiàn)，腸球菌在T2DM患者體內(nèi)數(shù)量明顯高于正常人群，腸球菌是患者發(fā)生院內(nèi)感染的主要病原菌之一，可引發(fā)尿路、皮膚感染，甚至引發(fā)腹腔炎、腦膜炎、心內(nèi)膜炎等。T2DM患者隨病程遷延同樣易并發(fā)皮膚、尿路感染等疾病，但腸球菌數(shù)量增加及與HbA1c水平呈正相關(guān)，與DM易并發(fā)以上疾病是否存在重疊效應(yīng)尚需進(jìn)一步研究和探討。

綜上所述，2017～2019年遼寧地區(qū)老年T2DM患者腸道微生態(tài)相比健康人員存在一定程度的腸道菌群失衡，主要表現(xiàn)為腸球菌水平偏高和擬桿菌水平偏低，推測(cè)腸道菌群在T2DM發(fā)生和發(fā)展中起到一定作用，但具體機(jī)制尚需進(jìn)一步研究和探討，已有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)微生態(tài)制劑能通過(guò)改變腸道微生態(tài)來(lái)改善機(jī)體糖耐量〔16〕，提示調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)和控制血糖水平可作為一種控制T2DM病情發(fā)展的方式。