二甲雙胍通過腸道菌群-氨基酸通路改善糖尿病的機制研究

陳維平 謝蕓

【摘要】 目的：探究二甲雙胍通過腸道菌群-氨基酸通路改善糖尿病的機制。方法：選取2019年11月-2020年5月本院120例2型糖尿病患者為研究對象，將其隨機分為對照組（采用常規治療）和觀察組（采用二甲雙胍治療），每組60例。選取同時期的30例健康者作為健康組。比較健康組、對照組和觀察組治療前的腸道菌群指標，對照組和觀察組治療后的腸道菌群指標，對照組和觀察組治療前后的尿液氨基酸指標，同時采用Pearson分析腸道菌群變化與氨基酸代謝的相關性。結果：治療前，觀察組及對照組的腸道菌群比較，差異無統計學意義（P>0.05），但兩組的腸道菌群與健康組比較，差異均有統計學意義（P<0.05）。治療2、4周后，觀察組的腸道菌群指標、尿液氨基酸指標均顯著優于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。Pearson相關分析顯示，腸道菌群變化與氨基酸代謝密切相關（P<0.05）。結論：二甲雙胍可通過腸道菌群-氨基酸通路改善2型糖尿病，具有較高的應用價值。

【關鍵詞】 二甲雙胍 腸道菌群 氨基酸 2型糖尿病

[Abstract] Objective： To investigate the mechanism of improvement of Metformin for diabetes through intestinal flora-amino acid pathway. Method： A total of 120 patients with type 2 diabetes in our hospital from November 2019 to May 2020 were selected as study subjects. They were randomly divided into control group （conventional treatment） and observation group （Metformin was used for treatment）， with 60 patients in each group. Thirty healthy people in the same period were selected as the health group. The intestinal flora indexes of healthy group， control group and observation group before the treatment， intestinal flora indexes of control group and observation group after the treatment， urine amino acids indexes of control group and observation group before and after the treatment were compared， and the relationship between changes of intestinal flora and amino acid metabolism were analyzed with Pearson correlation analysis. Result： The intestinal flora indexes of control group and observation group before the treatment were compared， there were no statistically significant differences （P>0.05）， while the intestinal flora indexes of two groups were compared to those of healthy group， there were statistically significant differences （P<0.05）. After 2 and 4 weeks of treatment， the intestinal flora index and urine amino acid index of the observation group were significantly better than those of the control group， with statistically significant differences （P<0.05）. Pearson correlation analysis showed that intestinal flora changes were closely related to amino acid metabolism （P<0.05）. Conclusion： Metformin can improve type 2 diabetes mellitus through the intestinal flora-amino acid pathway， and has high application value.

[Key words] Metformin Intestinal flora Amino acid Type 2 diabetes mellitusFirst-authors address： Xiangqiao District Peoples Hospital， Chaozhou 521000， China

糖尿病在我國具有極高的發病率，而與之相關的眾多研究中，關于腸道菌群紊亂的研究占比不斷提升。有研究認為，腸道菌群的改變可影響到代謝性疾病的發生發展[1-2]，當其發生紊亂時，可導致肥胖的發生，進而導致胰島素抵抗，引起2型糖尿病的發生。另外，代謝是在糖尿病患者中表現異常的方面，而氨基酸代謝是機體代謝中的常見方面[3-4]，因此對此方面的改善意義較高。本研究就二甲雙胍通過腸道菌群-氨基酸通路改善糖尿病的機制進行探究，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年11月-2020年5月本院120例2型糖尿病患者為研究對象，（1）納入標準：①符合《中國2型糖尿病防治指南》中的糖尿病標準，且病程>3年;②年齡30～70歲，彼此間無血緣關系;③采樣前2個月內均未服用過二甲雙胍、抗生素、微生物活菌制劑等。（2）排除標準：①患胃腸道疾病、急性感染、過敏體質、中或重度肝腎功能損傷;②近6個月內有手術、外傷史、腸道產氣疾病;③伴有腫瘤、自身免疫性疾病及其他內分泌疾病。將其隨機分為對照組和觀察組，每組60例。選取同時期的30例健康者作為健康組。研究對象對研究知情同意，本研究經由醫院倫理委員同意。

1.2 方法 對照組患者均予以飲食調整、適當運動和藥物控制血糖等常規治療。觀察組則在對照組的基礎上采用二甲雙胍[生產廠家：萬全萬特制藥（廈門）有限公司，批準文號：國藥準字H35020664，規格：0.25 g/片]進行治療，1.0 g/次，2次/d，持續服用4周。

1.3 觀察指標 比較三組治療前的腸道菌群指標，對照組和觀察組治療后的腸道菌群指標，對照組和觀察組治療前后的尿液氨基酸指標，同時采用Pearson相關分析腸道菌群變化與氨基酸代謝的相關性。（1）治療前和治療2、4周后使用一次性棉簽采集對照組和觀察組的清晨自然排出的糞便50 g左右，并采集健康組體檢日的糞便50 g，在30 min內放入無菌的采便盒子內送檢。提取1 g左右的糞便，加入滅菌稀釋液體進行稀釋10倍，采用此方法進行反復的稀釋直至濃度為10-8。搖勻后制成懸液，對于不同的稀釋濃度均采集50 μL左右涂抹于培養基上，腸桿菌、腸球菌進行需氧培養，36 ℃培養24 h;雙歧桿菌、乳桿菌、梭桿菌進行厭氧培養，36 ℃培養48 h。對于所有的標本進行定性和定量的檢測。定性的檢測：菌落在10-3濃度的培養皿上未培養出為陰性;定量檢測：通過菌落的形態和革蘭染色進行統計，計算出每個標本中的平均菌落數量，目標菌落數量=平均菌落數量×稀釋倍數。（2）收集觀察組和對照組尿液，離心，取上清液，過濾，加入70 μL緩沖液，反復吸打，水浴10 min，取樣2 μL進行HPLC色譜分析，采用HPLC法檢測尿液中氨基酸代謝標志物，包括甘氨酸、色氨酸、谷胱甘肽、蘇氨酸、精氨酸及丙酮酸等。

1.4 統計學處理 采用SPSS 17.0軟件對所得數據進行統計分析，計量資料用（x±s）表示，比較采用t檢驗;計數資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗。研究指標間的關系采用Pearson相關分析。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料比較 對照組中男25例，女35例;年齡35～68歲，平均（53.6±7.0）歲;病程3.1～16.5年，平均（7.2±1.1）年;空腹血糖7.1～15.6 mmol/L，平均（9.1±1.1）mmol/L。觀察組中男27例，女33例;年齡36～70歲，平均（53.9±7.3）歲;病程3.2～17.0年，平均（7.3±1.2）年;空腹血糖7.2～16.0 mmol/L，平均（9.3±1.0）mmol/L。健康組中男13例，女17例;年齡35～71歲，平均（53.3±7.3）歲。三組的性別與年齡、對照組和觀察組的病程及空腹血糖比較，差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性。

2.2 三組治療前后腸道菌群指標比較 治療前，觀察組及對照組的腸道菌群比較，差異無統計學意義（P>0.05），但兩組的腸道菌群與健康組比較，差異均有統計學意義（P<0.05），見表1。治療2、4周后，觀察組的腸道菌群指標均顯著優于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05），見表2。

2.3 兩組治療前后尿液氨基酸指標比較 治療前，兩組的尿液氨基酸指標比較，差異均無統計學意義（P>0.05）;治療2、4周后，觀察組的尿液氨基酸指標均顯著優于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。見表3。

2.4 腸道菌群變化與氨基酸代謝的相關性分析 Pearson相關分析顯示，腸桿菌、腸球菌與甘氨酸、色氨酸均呈正相關（P<0.05），與谷胱甘肽、蘇氨酸、精氨酸、丙酮酸均呈負相關（P<0.05）;雙歧桿菌、乳桿菌、梭桿菌與甘氨酸、色氨酸均呈負相關（P<0.05），與谷胱甘肽、蘇氨酸、精氨酸、丙酮酸均呈正相關（P<0.05）。見表4。

3 討論

糖尿病在我國臨床具有極高的發病率，與糖尿病相關的研究認為，除遺傳因素外，環境因素在本病中的作用日益受到重視，而腸道菌群失調在糖尿病及其并發癥中的作用受重視程度日益提升，其對于機體的刺激可在一定程度上影響胰島素的敏感性及糖代謝，因此在很大程度上影響糖尿病的血糖水平[5-6]。臨床中與糖尿病患者相關的腸道菌群研究顯示，腸桿菌、腸球菌、雙歧桿菌、乳桿菌及梭桿菌在本類患者中普遍呈現相對異常的狀態，而對本類患者進行治療的過程中，上述腸道菌群的調節與干預是治療干預的監測方面[7-10]。另外，氨基酸代謝受機體代謝影響較大，而糖尿病患者的代謝狀態相對異常[11-12]，氨基酸在本類患者中也直接或間接受到影響，表現出相對異常的狀態，因此對于疾病的干預效果也有較高的評估作用[13-15]。二甲雙胍是臨床常用的糖尿病治療藥物，其在糖尿病中的應用效果廣受認可[16-17]，但是其對于糖尿病患者上述腸道菌群及氨基酸代謝的影響研究仍不足，因此本方面仍有較大研究空間。

本研究就二甲雙胍通過腸道菌群-氨基酸通路改善糖尿病的機制進行探究，結果顯示，糖尿病患者的腸桿菌、腸球菌均顯著高于健康組，雙歧桿菌、乳桿菌、梭桿菌均顯著低于健康組，說明糖尿病患者腸道菌群紊亂的情況較為突出，而二甲雙胍治療的患者其腸道菌群指標及尿液氨基酸指標改善幅度均顯著大于未采用二甲雙胍治療的糖尿病患者，說明二甲雙胍在調節本類患者腸道菌群及氨基酸代謝方面均有積極的作用，同時Pearson相關分析肯定了腸道菌群變化與氨基酸代謝的相關性，因此認為二甲雙胍在糖尿病患者中的作用機制可能還包括對腸道菌群-氨基酸通路的調控作用，對于本類患者腸道菌群能有效調控，改善機體代謝狀態，影響氨基酸的代謝，進而影響疾病狀態及相關指標[18-20]。

綜上所述，筆者認為二甲雙胍可通過腸道菌群-氨基酸通路改善2型糖尿病，具有較高的應用價值。

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（收稿日期：2020-08-10） （本文編輯：姬思雨）