糖尿病及合并心血管并發癥患者腸道菌群與其血糖、血脂等指標的相關性分析

黎國敏

（深圳市寶安區福永人民醫院，廣東 深圳 518103）

目前已知的人體腸道菌群種類超過1 000種，數量約為1×1014個，是人類細胞總數的十數倍，甚至更高，其所編碼的特異基因數目更是達到人體自身編碼基因數目的300倍左右[1]。在正常生理狀況下，腸道菌群屬于動態變化系統，于腸黏膜表面形成一道天然的屏障，介導人體消化吸收等一系列重要活動，同時可在免疫功能調節方面起至關重要的作用，主要作用在于防止致病菌和條件致病菌的侵襲，在保證人體健康方面發揮著至關重要的作用[2-3]。近年來相關研究日益深入，大量證據表明腸道菌群的異常變化可能與2型糖尿病（T2DM）的發生、發展密切相關[4]。而T2DM患者因長期處于高血糖狀態，可能增加氧化應激，導致脂質、蛋白質功能和結構發生改變，繼而增加冠心病、腦卒中等多種心腦血管疾病的發生風險[5]。鑒于此，本文研究分析糖尿病及合并心血管并發癥患者腸道菌群與其血糖、血脂等指標的相關性，旨在為T2DM心血管并發癥的發生提供新的靶點與思路，現做以下報道。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析我院從2018年1月—2020年1月收治的單純2型糖尿病（T2DM）以及T2DM合并心血管并發癥患者各50例進行研究，分別作為T2DM組與并發癥組。再取同期于我院接受體檢的健康人員50例作為對照組。其中T2DM組有男性患者27例，女性患者23例，年齡36～68歲，平均年齡（45.22±10.32）歲。并發癥組有男性患者28例，女性患者22例，年齡35～68歲，平均年齡（45.19±10.34）歲。對照組有男性患者 26例，女性患者24例，年齡36～69歲，平均年齡（45.25±10.33）歲。3組上述指標比較，差異不顯著（P＞0.05），均衡可比。納入標準:（1）所有研究對象年齡在35～70歲之間；（2）入院前1個月內未服用過抗生素；（3）無急慢性胃腸疾病者；（4）T2DM組與并發癥組患者均符合中華醫學會糖尿病學分會《中國2型糖尿病防治指南（基層版）》[6]中所制定的相關診斷標準。排除標準:（1）肝、腎等重要臟器出現損傷者；（2）合并肺結核、病毒性肝炎以及艾滋病等感染性疾病者；（3）意識障礙或伴有精神疾病者；（4）正參與其他研究者。納入對象均在知情同意書上簽字，并獲批于醫院倫理委員會。

1.2 研究方法

（1）血糖、血脂指標水平檢測:所有研究對象入院后均進行禁食8 h處理，隨后采集肘靜脈血5 mL，以3 500 r/min作為離心條件進行時長10 min的離心處理，取上層血清保存在-80℃冰箱中待檢。其中血糖指標包括空腹血糖（FBG）、胰島素（Ins）、糖化血紅蛋白（HbA1c）；血脂指標涵蓋總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）。HbA1c采用高效液相色譜法進行檢測，其余指標均以西門子ADVIA XP全自動免疫分析系統予以檢測。試劑盒分別購自德國羅氏及西門子公司。（2）腸道菌群檢測:采集所有受試者的糞便樣本，實施PSP?Spin Stool DNA Plus Kit進行DNA提取，具體操作嚴格遵循試劑盒說明書進行。瓊脂糖凝膠電泳分析DNA與完整性，并通過華瑞康二代測序DNA文庫構建試劑盒實施PCR擴張。PCR反應體系如下:2×HiFi PCR Mix 25 μL，Ligation DNA 25 μL，PCR Primer Mix 5 μL，用無菌雙蒸水補齊至50 μL。PCR 反應條件如下:98 ℃ 2 min，98 ℃ 20 s，65 ℃ 30 s，72℃30 s，10個循環。72℃5 min，保存于4℃條件下。采用Illumina Hi Seq 2500平臺（購自美國Illumina公司）進行測序，相關操作于中國科學院微生物研究所生物計算平臺完成。

1.3 觀察指標

比較3組腸道菌群情況，血糖、血脂相關指標水平，分析FBG、LDL-C與腸道菌群的相關性。

1.4 統計學方法

數據的分析借助SPSS20.0軟件完成，計數、計量資料分別以[n（%）]、（±s）表示，予以 χ2檢驗、t檢驗。FBG、LDL-C 與腸道菌群的關系予以Pearson相關性分析。P＜0.05表示差異顯著。

2 結果

2.1 3組腸道菌群在門水平上構成情況對比

T2DM組、并發癥組厚壁菌門豐度明顯低于對照組（P＜0.05），而變形菌門、放線菌門豐度均顯著高于對照組（P＜0.05），見表1。

表1 3組腸道菌群在門水平上構成情況對比（±s，%）

表1 3組腸道菌群在門水平上構成情況對比（±s，%）

注:與對照組相比，*P＜0.05

組別n 厚壁菌門 變形菌門 放線菌門對照組T2DM組并發癥組50 50 50 45.08±21.25 33.20±17.01*29.76±13.27*3.72±0.58 14.51±0.74*13.20±0.65*1.95±0.31 9.01±0.45*11.67±0.61*

2.2 3組腸道菌群在種水平上構成情況對比

T2DM組、并發癥組的Subdoligranulum unclassified菌、Megamonas unclassified菌、Bacteroides massiliensis菌豐度均顯著低于對照組（P＜0.05）；而長雙歧桿菌、大腸埃希菌豐度均顯著高于對照組（P＜0.05）；T2DM組糞便擬桿菌豐度顯著高于對照組（P＜0.05），而并發癥組糞便擬桿菌豐度顯著低于對照組（P＜0.05），見表2。

表2 3組腸道菌群在種水平上構成情況對比（±s，%）

表2 3組腸道菌群在種水平上構成情況對比（±s，%）

注:與對照組相比，*P＜0.05

組別n Subdoligranulum unclassified菌Megamonas unclassified菌Bacteroides massiliensis菌長雙歧桿菌大腸埃希菌糞便擬桿菌對照組T2DM組并發癥組50 50 50 3.97±0.57 2.58±0.44*1.69±0.31*4.30±0.60 0.39±0.09*0.70±0.11*3.14±0.52 1.40±0.28*0.93±0.21*0.61±0.08 4.92±0.49*5.45±0.67*0.44±0.10 7.62±0.85*4.65±0.66*4.68±0.62 9.01±1.24*1.56±0.37*

2.3 3組血糖、血脂指標水平對比

T2DM組、并發癥組的FBG、Ins、HbA1c、TG水平均顯著高于對照組（P＜0.05），T2DM組TC、LDL-C水平顯著高于并發癥組（P＜0.05），見表3。

表3 3組血糖、血脂指標水平對比（±s）

表3 3組血糖、血脂指標水平對比（±s）

注:與對照組相比，#P＜0.05；與并發癥組相比，*P＜0.05

指標 對照組（n=50）T2DM 組（n=50） 并發癥組（n=50）FBG（mmol/L）Ins（pmol/L）HbA1c（%）TG（mmol/L）TC（mmol/L）LDL-C（mmol/L）HDL-C（mmol/L）4.72±1.49 45.02±23.19 5.30±0.31 0.93±0.24 4.46±0.47 2.60±0.41 1.24±0.21 8.27±1.66#88.74±45.27#7.45±0.87#1.50±0.75#4.67±1.01*3.04±0.82*1.17±0.23 8.31±1.68#88.26±45.66#7.46±0.90#1.54±0.89#4.25±1.03 2.52±0.88 1.16±0.24

2.4 FBG、LDL-C與腸道菌群的相關性分析

經Pearson相關性分析可得:FBG與Subdoligranulum unclassified菌、Megamonas unclassified菌、Bacteroides massiliensis菌豐度均呈負相關關系（P＜0.05），而與長雙歧桿菌、大腸埃希菌豐度呈正相關（P＜0.05）；LDL-C 與 Subdoligranulum unclassified菌、Megamonas unclassified菌、Bacteroides massiliensis菌豐度均呈正相關關系（P＜0.05），而與長雙歧桿菌、大腸埃希菌豐度呈負相關關系（P＜0.05），見表4。

表4 FBG、LDL-C與腸道菌群的相關性分析

3 討論

3.1 腸道菌群的改變和T2DM病情有關

近年來，越來越多的學者發現腸道菌群的改變和T2DM發生、發展密切相關，且有學者提出[7-8]:T2DM患者的腸道變形菌門、擬桿菌門相較于健康人群顯著增高，而厚壁菌門顯著降低。另有相關研究結果表明[9-11]，T2DM患者身體各器官系統長期處于高血糖狀態，不僅會引起微血管、大血管以及心臟受損，而且其肝、腎、眼等多種器官也會出現不同程度的并發癥，從而增加了患者的病死率。有相關研究報道證實[12-14]，通過改善T2DM并發癥患者的腸道菌群結構，可改善其胰島素抵抗以及糖脂代謝紊亂，進一步發揮控制病情的作用。

3.2 T2DM及合并心血管并發癥患者的糖脂代謝紊亂，且與腸道菌群紊亂聯系緊密

本研究結果發現，T2DM組、并發癥組厚壁菌門豐度明顯低于對照組（P＜0.05），而變形菌門、放線菌門豐度均顯著高于對照組（P＜0.05）。T2DM組、并發癥組的 Subdoligranulum unclassified菌、Megamonas unclassified菌、Bacteroides massiliensis菌豐度均顯著低于對照組（P＜0.05）；而長雙歧桿菌、大腸埃希菌豐度均顯著高于對照組（P＜0.05）；T2DM組糞便擬桿菌豐度顯著高于對照組（P＜0.05），而并發癥組糞便擬桿菌豐度顯著低于對照組（P＜0.05）。這在陳茜等[15]的研究結果中得以證實:T2DM以及T2DM心血管并發癥患者存在明顯的腸道菌群失調。Qin等[16]通過宏基因組研究方式對345例受試者的腸道菌群實施基因測序，結果發現，T2DM人群存在重度腸道菌群失調，而多種條件致病菌增加。國外學者Hartstra等[17]的研究表明，T2DM患者的羅斯氏菌、加氏乳桿菌、大腸埃希氏菌以及變形鏈球菌存在明顯異常。腸道菌群的失調介導了T2DM的發生，可誘發一系列機體慢性炎癥反應、能量代謝異常以及免疫力降低等問題，從而可能引起代謝失調、胰島素抵抗，最終促進T2DM的發生，繼而增加了相關心血管并發癥的發生概率[18-19]。上述研究結果均證實了腸道菌群紊亂可能參與了T2DM及合并心血管并發癥的發生、發展過程。此外，T2DM組、并發癥組的FBG、Ins、HbA1c、TG水平均顯著高于對照組（P＜0.05），T2DM組TC、LDL-C水平顯著高于并發癥組（P＜0.05）。這與既往研究一致[20]，說明T2DM及合并心血管疾病患者存在明顯的血脂、血糖代謝紊亂。

3.3 腸道菌群失調引發T2DM及合并心血管并發癥的可能機制受到血糖、血脂紊亂影響

經Pearson相關性分析可得:FBG與Subdoligranulum unclassified菌、Megamonas unclassified菌、Bacteroides massiliensis菌豐度均呈負相關關系（P＜0.05），而與長雙歧桿菌、大腸埃希菌豐度呈正相關（P＜0.05）；LDL-C 與 Subdoligranulum unclassified菌、Megamonas unclassified菌、Bacteroides massiliensis菌豐度均呈正相關關系（P＜0.05），而與長雙歧桿菌、大腸埃希菌豐度呈負相關關系（P＜0.05）。這提示了腸道菌群失調引發T2DM及合并心血管并發癥的可能機制與血糖、血脂紊亂有關。由此可見，在臨床工作中可能通過調節患者腸道菌群的構成，從而達到降低T2DM及合并心血管并發癥風險的目的。