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

吳娜 于洪宇 (錦州醫科大學，遼寧 錦州 121000)

慢性非傳染性疾病已經成為當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，目前全球患病人數已超過4億例〔2〕。近年來，DM尤其是2型DM(T2DM)發病人數不斷增加，老年患者隨病程遷延，治療難度逐漸增大。隨著相關研究進展，DM發病除了與遺傳、飲食習慣、運動等有關，腸道菌群可能也發揮了重要作用。多項研究發現，腸道菌群能通過調節宿主物質能量代謝、改善炎癥反應從而參與多種代謝疾病的發生和發展過程〔3,4〕。本研究分析腸道菌群在T2DM發生和發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月錦州醫科大學附屬第一醫院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、年齡比較差異無統計學意義(P>0.05)。納入標準：①參考《中國2型糖尿病防治指南(2013年版)》〔5〕，患者確診為T2DM；②年齡65歲以上；③患者知情并簽署知情同意書。排除標準：①肝腎等重要臟器嚴重損害；②近期有服用過微生態制劑或抗生素；③無腹瀉、便秘等消化道疾病或胃腸手術史；④患者資料不全等。本次研究提交醫院醫學倫理委員會審核并通過。

1.2方法 所有患者就診時采集其糞便樣本，將新鮮糞便樣本(10±5)g于2 h內速凍于-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，根據菌群16 S rRNA V3序列設計各類菌種特異性引物，并在Blast基因庫中對比其特異性，引物序列見表1。采用Applied Biosystems實時熒光定量PCR儀(美國賽默飛公司，ABI 7500型)對腸道中常見幾種細菌進行定量測定，反應條件：反應條件為95℃，以101～108拷貝/L濃度取1 g糞便中基因拷貝數的對數1 g/g表示細菌數量。采集所有研究對象空腹靜脈血檢測糖化血紅蛋白(HbA1c)水平，檢測儀器為HPLC法測定儀(Bio-Rad公司，D10型)。

表1 各類菌種特異性引物序列

1.3統計學方法 采用SPSS22.0軟件進行t及χ2檢驗、Pearson相關分析。

2 結 果

2.1兩組腸道主要菌群數目比較 T2DM組柔嫩梭菌類、雙歧桿菌、腸球菌數目明顯高于正常組，乳桿菌、擬桿菌數目明顯低于正常組，差異均有統計學意義(均P<0.05)，見表2。

2.2兩組各菌屬占總菌群比例比較 T2DM組腸球菌、柔嫩梭菌類占總細菌比例明顯高于正常組，球形梭菌類、擬桿菌數占比明顯低于正常組，差異均有統計學意義(均P<0.05)，見表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，差異均有統計學意義(均P<0.05)，兩組雙歧桿菌、乳桿菌等益生菌數量差異無統計學意義(P>0.05)，見表4。

2.4HbA1c水平與老年T2DM患者腸道菌群相關性 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)%，差異有統計學意義(t=13.278,P=0.000)相關性分析顯示，HbA1c水平與腸球菌數目呈正相關(r=0.846，P<0.001)，與擬桿菌呈負相關(r=-0.873，P<0.001)。球形梭菌類(r=-0.231，P=0.054)、柔嫩梭菌類(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水平關系不顯著。

3 討 論

人體胃腸道是體內最大的細菌聚集地，有超過1 014個細菌，是人體所有體細胞總數的10倍以上。盡管個體外在差異變化較大，但人體內部主要微生物構成種類較為穩定〔6，7〕。且眾多細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，在多項生理功能和代謝活動中起到重要作用〔8〕。研究發現，腸道菌群可通過參與機體能量物質代謝、調節人體微炎癥反應、促進腸源性激素分泌等方式參與糖尿病等多種代謝性疾病發展過程〔9〕。

本研究調查結果顯示2017～2019年遼寧地區老年T2DM患者，菌群數量以球形梭菌、柔嫩梭菌和擬桿菌為主，且球形梭菌和擬桿菌的總數量超過腸道總菌群數量，推測原因可能是擴增總菌群的通用引物特異性不強而造成總菌群測定數量偏低〔10〕。已有研究發現，T2DM患者腸道厚壁菌數量相比于普通人群偏高，而擬桿菌數量偏低〔11〕。厚壁菌能從人體攝入食物中分解的能量高于擬桿菌，且腸道內菌群數量可隨人體新陳代謝變化而調整。肥胖是誘導T2DM發生的主要環境因素，檢測肥胖人群減重后腸道內菌群發現，厚壁菌數量減少而擬桿菌數量增加〔12〕。此外，有研究發現擬桿菌能利用食物顆粒、脫落腸道上皮細胞等，根據環境中糖類水平變化，調節器基因組編碼的大量糖基水解酶、代謝酶類，幫助機體有效利用食物中多糖。姚堯等〔13〕在GF小鼠腸道內接種擬桿菌可加快葡萄糖運輸至需要部位，有助于宿主進行正常功能，推測擬桿菌可能通過參與物質能量代謝過程在機體代謝疾病發展中起到一定作用。

隨著近年來對肥胖、DM等代謝性疾病的腸道菌群研究增多，發現補充外源性益生菌可改善系統炎癥反應水平和代謝性內毒素血癥。Sheng等〔14〕研究發現，T2DM及肥胖患者體內乳酸桿菌及雙歧桿菌隨HbA1c水平升高而降低，但本研究發現兩者與HbA1c水平無明顯相關性，推測原因可能是不同研究樣本數量不同，引發結果偏差較大，也可能是T2DM患者在高血糖刺激下自身腸道菌群發生應激性改變，引發益生菌明顯增加，以逆轉機體慢性炎癥反應〔15〕。

本研究還發現，腸球菌在T2DM患者體內數量明顯高于正常人群，腸球菌是患者發生院內感染的主要病原菌之一，可引發尿路、皮膚感染，甚至引發腹腔炎、腦膜炎、心內膜炎等。T2DM患者隨病程遷延同樣易并發皮膚、尿路感染等疾病，但腸球菌數量增加及與HbA1c水平呈正相關，與DM易并發以上疾病是否存在重疊效應尚需進一步研究和探討。

綜上所述，2017～2019年遼寧地區老年T2DM患者腸道微生態相比健康人員存在一定程度的腸道菌群失衡，主要表現為腸球菌水平偏高和擬桿菌水平偏低，推測腸道菌群在T2DM發生和發展中起到一定作用，但具體機制尚需進一步研究和探討，已有相關研究發現微生態制劑能通過改變腸道微生態來改善機體糖耐量〔16〕，提示調節腸道菌群結構和控制血糖水平可作為一種控制T2DM病情發展的方式。