由Chi Qiu和第四军医大学西北京医院的一组教授编辑于2月18日在《细胞与微生物学前沿》杂志上发表了他们的领先研究，题为"粪便微生物群已经处于正常血糖状态个体去患2型"。糖尿病"研究表明，当血糖不正常时，2型糖尿病（T2D）患者的粪便微生物组发生了变化。这表明粪便微生物组的变化可能为T2D发生机制提供新的研究方向，并为识别T2D风险个体提供新的临床视角。
研究背景
越来越多的证据表明，肠道菌群在宿主代谢中起着重要作用，并且肠道菌群与许多疾病（包括2型糖尿病）之间存在广泛的关联。此外，据报道，降糖药物通过改变肠道菌群的组成和功能来降低血糖。例如，二甲双胍增加短链脂肪酸（SCFA）的产生，已知短链脂肪酸可改善葡萄糖升高。综上所述，肠道菌群在2型糖尿病发病机制中的作用亟待探讨。
研究方法
采用嵌入式病例对照研究方法，选取生活环境相似的个体，随访341例血糖正常患者4年，其中30例受试者在4年随访时间内进展为T2D患者，33例受试者进展为糖尿病前期患者，其他受试者匹配形成两组对照组。对基线检查期间收集的粪便样本进行大基因组学测序（T2D，前驱糖尿病和对照组：分别为n-30，33和63）。
研究结果
NGR-T2D组与对照组相比粪便微生物组差异
与对照组相比，发生T2D（NGR-T2D组）的受试者双球细菌（长双歧杆菌），未分类粪便孢子属（Coprobacillus）和当血糖正常时出现Veillonella disparpar，而roseburia hominis Porphyromonas bennonis和未分类的副prevotella属的丰度较低（图1B）。这些观察结果表明，肠道菌群中的特定物种可能与宿主血糖调节有关。
粪便微生物组与血糖的相关性
通过探索微生物组与血糖之间的相关性，该研究进一步说明了肠道菌群与T2D之间的相关性。总的来说，研究人员从22个参数中确定了25对不同且稳健的关系（P<0.05），包括16个肠道细菌和6个葡萄糖水平指标。利用Spearman相关系数，共鉴定出7个正相关和18个负相关，大多数与葡萄糖水平相关的物种属于放线菌和厚壁菌。
在所有测试的肠道细菌中，发现NGR-T2D组中有三种类型的肠道细菌丰度降低，并且与葡萄糖水平呈负相关（图1C）。值得注意的是长双歧杆菌（图1D），其丰度与随访FPG（随访4年期间的空腹血糖）不同，随访2小时PG（随访4年期间饭后2小时血糖），以及随访4年与基线时间之间FPG和2小时PG的差异负相关（r-0.344，P<0.001; r-0.229，P<0.01;r-0.264， P<0.01;r- 0.182，P<0.05）。另外两个物种是未分类的Coprobacillus属和Veillonella dispar。
研究人员还观察到，未分类的副前孢菌和维洛奈拉菌株分别与尿酸和HDL-C相关，未分类的Coprobacillus属与丙氨酸转氨酶和阿斯巴甜转氨酶相关。此外，某些菌群的丰富性，包括副拟杆菌、粘连芽孢杆菌和多嘴拟杆菌，与其他代谢指标（脂质、尿酸、氨基转移酶）相关。
图 1.粪便菌群和 T2D
NGR-T2D组肠道菌群的功能特征
为了确定健康受试者和将继续发展T2D的患者肠道菌群的功能特征，研究人员使用KO来分析所有受试者的粪便菌群。实验发现，NPR-T2D组中参与碳水化合物代谢（包括果糖，糖代谢，淀粉，蔗糖代谢，氨基糖和核糖体代谢）和甲烷代谢的肠道菌群数量增加。对照组1组受试者参与氨基酸代谢途径（包括精氨酸、脯氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸代谢;苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成）、脂质多糖生物合成、脂肪酸代谢、膜转运（包括细菌分泌系统和ABC膜转运蛋白）、外源化学物质的生物降解和肠道菌群代谢数量的增加（图2）。因此，这表明糖代谢，甲烷代谢，氨基酸代谢，脂肪酸代谢和肠道微生物膜转运的遗传途径（KEGs）在两组中也发生了变化。
图 2.各组肠道菌群功能特征
研究讨论
该研究发现，在血糖正常的人群中，基线时肠裸盖菇素的丰度与FPG和2h PG呈负相关，这表明双歧杆菌消耗的健康个体可能具有更高的T2D风险。此外，口服双歧杆菌菌株可以改善高脂肪饮食小鼠和肥胖糖尿病模型小鼠的胰岛素抵抗和葡萄糖耐量。这表明双歧杆菌可能在预防T2D的发展中发挥重要作用。然而，尚未进行研究来调查双歧杆菌对人类T2D的预防作用。此外，大量研究表明，肠道菌群、饮食和宿主遗传学之间的相互作用可能是葡萄糖代谢异常的起始因素，肠道微生物产生的代谢物可能在葡萄糖调节受损中发挥重要作用，包括调节胰岛素敏感性。双歧杆菌与许多潜在的健康促进代谢物的产生有关，包括短链脂肪酸（SCFA），共轭亚油酸和细菌。研究还表明，血糖正常的个体微生物组组成的差异与未来的T2D癫痫发作有关。因此，研究人员假设添加双歧杆菌可能会预防高危人群中的T2D，并且基于这一假设，未来可以进行更多的动物和临床试验，以验证和澄清特定机制。
二. 研究摘要
该研究旨在探索血糖正常时T2D患者粪便微生物组的特征，并揭示其肠道微生物组的变化早于葡萄糖调节受损。肠道微生物组的变化可能是未来糖尿病诊断的新标志物，有助于识别高危人群并制定治疗方案，以改善一般糖尿病患者的预后。
参考文献： 王磊，于X，徐X，明军，王哲，高斌，邢娟，周军，傅娟，刘涛，刘旭，马嘉嘉，王曦和姬Q （2021） 正常血糖个体的粪便微生物群改变 继续治疗2型糖尿病。前面。细胞。感染。微生物。11：598672 doi： 10.3389/fcimb.2021.598672