新诊断2型糖尿病患者肠道菌群及GDF-15水平的变化分析

朱雅欣

新诊断2型糖尿病患者肠道菌群及GDF-15水平的变化分析

朱雅欣

目的 探究新诊断2型糖尿病(T2DM)患者肠道内菌群变化及血清生长分化因子-15(GDF-15)水平表达情况。方法 10例新诊断T2DM患者为实验组, 另选同期10例健康体检者为对照组, 两组均进行肠道菌群分析及GDF-15水平测定。结果 ①实验组肠道菌群中革兰阳性杆菌(G+b)、革兰阴性杆菌(G-b)值显著少于对照组(P＜0.05), 但实验组革兰阳性球菌(G+c)、革兰阴性球菌(G-c)、球菌/杆菌比(c/b)值均明显高于对照组 (P＜0.05)；②实验组GDF-15水平为(1009.53±317.84)ng/L, 明显高于对照组的(406.00±202.68)ng/L(P＜0.05)。结论 新诊断T2DM患者存在一定程度的肠道菌群失调, 且其GDF-15水平也显著升高。因此在临床新诊断T2DM治疗中, 除控制血糖外, 还需关注患者肠道菌群失调及GDF-15水平变化情况, 及早采取干预措施, 避免相关并发症发生。

新诊断2型糖尿病；肠道菌群；生长分化因子-15

T2DM是以胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗为主要特征的慢性代谢性疾病, 好发于中老年人。近几年, 有研究报道［1］, T2DM的发生、发展与其体内肠道菌群失衡有着密切的关系。也有研究发现［2］, GDF-15为转化生长因子β家族成员之一,主要存在于肾脏、胰脏、前列腺等部位, 其水平高低与肥胖及T2DM的发生、发展关系密切。本院为进一步探究肠道菌群、GDF-15对T2DM患者代谢的影响及服药前后阿卡波糖的治疗作用, 开展了阿卡波糖干预新诊断2型糖尿病患者肠道菌群分布及血清GDF-15水平的研究课题项目, 其中, 在实验第一阶段观察了新诊断T2DM患者与健康体检者的肠道菌群分布及GDF-15水平变化情况。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2017年3～5月本院10例新诊断T2DM患者为实验组, 其中男女占比为6∶4, 年龄41～68岁, 平均年龄(58.03±8.56)岁, 均符合2013年版《中国2型糖尿病防治指南》的T2DM诊断标准, 无急慢性糖尿病并发症发生或胃肠道疾病。另选同期10例健康体检者为对照组, 患者均无糖尿病家族史或胃肠道疾病史, 男女比例为5∶5, 年龄40～65岁,平均年龄(57.77±8.42)岁。两组一般资料比较差异无统计学意义(P＞0.05), 具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 肠道菌群分析 ①指导受检者在无菌条件下收集5～15 g粪便, 放于无菌厌氧瓶内送检。②提取粪便标本DNA：采用美国MOBIO的PowerFecal DNA Isolation kit试剂盒, 严格按照说明书逐步从标本中提取100 mg DNA, 并测定其浓度。③聚合酶链式反应(PCR)扩增及产物测序：以提取的粪便DNA作为PCR反应模板, 选择6核苷酸随机组成的序列、16S 核糖体RNA(rRNA) PCR引物, 并以98℃预变性30 s, 98℃变性10 s, 50℃退火30 s, 72℃延伸30 s, 重复20次,再以72℃延伸7 min的扩增条件进行PCR扩增。随后将扩增产物进行1.5%琼脂糖凝胶电泳检测和回收纯化, 并应用华大基因公司的Illumina Miseq 高通量测序平台进行DNA测序。④生物信息学分析：将上述序列数据传导至MG-RAST服务器并进行肠道菌群种类分析：a.计算每个测序样本的操作分类单元(OTU)数量；b.根据OTU计算结果进行菌群物种Alpha和Beta多样性分析；c.对97%相似性水平的样本应用R软件绘制样本稀疏曲线, 并对比分析每个样本中菌群物种的丰富度；d.将上述序列与silva数据库中的参考序列进行比对, 找出与之最相近且可信度达80%以上的种属信息并进行肠道菌群种属鉴定。

1.2.2 G D F-15水平检测 次日清晨空腹抽取3.0 ml肘静脉血, 室温静置30～60 min后离心处理10 min并分离血清, 储存于无菌2 ml Eppendorf管中, 备用。选择酶联免疫吸附实验(ELISA)双抗夹心法检测标本, 并严格按照R&D Systems试剂盒(美国)的说明书进行操作。

1.3 观察指标 记录并对比两组粪便标本中G+b、G-b、G+c、G-c的数量, 并计算c/b；比较两组GDF-15水平。

1.4 统计学方法 采用SPSS19.0统计学软件对数据进行统计分析。计量资料以均数± 标准差()表示, 采用t检验；计数资料, 采用χ2检验。P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 肠道菌群分析 实验组G+b值为(23.29±6.03)、G-b为(76.52±9.08)、G+c(28.91±7.40)、G-c(254.32±27.53)、c/b值为(2.84±0.72)；而对照组G+b值为(68.05±12.13)、G-b为(154.84±18.47)、G+c(8.53±7.69)、G-c(110.96±28.11)、c/b值为(0.54±0.15)。实验组G+b、G-b值显著少于对照组 (P＜0.05),但实验组G+c、G-c、c/b值均明显高于对照组 (P＜0.05)。

2.2 G D F-15水平分析 实验组血清GDF-15水平为(1009.53± 317.84)ng/L, 明显高于对照组(406.00±202.68)ng/L, 差异具统计学意义(t=5.063, P＜0.05)。

3 讨论

近年越来越多的研究报道, 肠道菌群之间的菌属是存在相互竞争的抑制作用, 可参与人体能量代谢, 影响T2DM的发生、发展。许海波［3］的研究也发现, T2DM患者的肠球菌数量较非T2DM者显著增多, 但其双歧杆菌、拟杆菌数量则明显低于非T2DM患者, 提示肠道菌群在老年T2DM发病中起着重要的作用。本研究为进一步探究新诊断T2DM患者的肠道菌群情况, 采用Illumina Miseq高通量测序平台分析健康体检者与新诊断T2DM者的肠道菌群的变化, 结果显示, 实验组G+b、G-b值显著少于对照组 (P＜0.05), 但其G+c、G-c、c/b值均明显高于对照组 (P＜0.05), 与上述报道基本符合。

此外, 本研究还发现T2DM患者的GDF-15水平为(1009.53±317.84)ng/L, 明显高于健康体检者的(406.00± 202.68)ng/L(P＜0.05)。GDF-l5又称巨噬细胞抑制因子, 可以参与机体炎症反应、细胞凋亡等过程。在机体正常状态, GDF-15含量较低, 但在肿瘤、应激、缺血再灌注等病理情况下, 体内P53、AP1等保护因子可被激活, 诱导GDF-15高表达, 使其水平明显升高［5-10］。曹志刚等［4］也发现, 对比正常人群, 2型糖尿病患者随着其血糖水平的不断升高, 其血清中GDF-15水平也会随之增加, 与本研究结果吻合。

综上所述, 新诊断T2DM患者存在一定程度的肠道菌群失调, 且其GDF-15水平也显著升高。因此在临床T2DM治疗中, 除了控制血糖外, 还需关注患者肠道菌群失调及GDF-15水平变化情况, 及早采取干预措施, 避免相关并发症发生。对于2型糖尿病患者治疗后其肠道菌群改善及GDF-15水平变化情况仍有待于下一步临床研究。

［1］ 张静, 吕毅.肠道菌群失调诱发2型糖尿病的研究进展.中国微生态学杂志, 2016, 28(1):113-116.

［2］ 杨希帅.生长分化因子-15(GDF-15)研究进展.山西医科大学, 2012.

［3］ 许海波.315例老年2型糖尿病患者肠道菌群特征与血糖控制水平分析.中国医师杂志, 2017, 19(1):130-132.

［4］ 曹志刚, 袁刚, 向常清, 等.2型糖尿病患者血清生长分化因子-15的水平及其与大血管病变的关系.武汉大学学报(医学版), 2012, 33(4):498-502.

［5］ 尚婧晔, 余倩.肠道菌群与2型糖尿病相关性的研究进展.中国微生态学杂志, 2014, 26(12):1471-1475.

［6］ 张军, 韩旸, 张焱, 等.新诊断2型糖尿病患者血糖水平及用药特点316例分析.中国临床医生杂志, 2011, 39(9):26-28.

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［10］ 江育才.2型糖尿病患者肠道菌群及细胞因子的变化分析.中国微生态学杂志, 2016, 28(4):429-431.

10.14164/j.cnki.cn11-5581/r.2017.16.021

2017-06-13］

518115 深圳市龙岗区第三人民医院内二科