二甲双胍通过肠道菌群-氨基酸通路改善糖尿病的机制研究

陈维平 谢芸

【摘要】 目的：探究二甲双胍通过肠道菌群-氨基酸通路改善糖尿病的机制。方法：选取2019年11月-2020年5月本院120例2型糖尿病患者为研究对象，将其随机分为对照组（采用常规治疗）和观察组（采用二甲双胍治疗），每组60例。选取同时期的30例健康者作为健康组。比较健康组、对照组和观察组治疗前的肠道菌群指标，对照组和观察组治疗后的肠道菌群指标，对照组和观察组治疗前后的尿液氨基酸指标，同时采用Pearson分析肠道菌群变化与氨基酸代謝的相关性。结果：治疗前，观察组及对照组的肠道菌群比较，差异无统计学意义（P>0.05），但两组的肠道菌群与健康组比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。治疗2、4周后，观察组的肠道菌群指标、尿液氨基酸指标均显著优于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。Pearson相关分析显示，肠道菌群变化与氨基酸代谢密切相关（P<0.05）。结论：二甲双胍可通过肠道菌群-氨基酸通路改善2型糖尿病，具有较高的应用价值。

【关键词】 二甲双胍 肠道菌群 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

糖尿病在我国具有极高的发病率，而与之相关的众多研究中，关于肠道菌群紊乱的研究占比不断提升。有研究认为，肠道菌群的改变可影响到代谢性疾病的发生发展[1-2]，当其发生紊乱时，可导致肥胖的发生，进而导致胰岛素抵抗，引起2型糖尿病的发生。另外，代谢是在糖尿病患者中表现异常的方面，而氨基酸代谢是机体代谢中的常见方面[3-4]，因此对此方面的改善意义较高。本研究就二甲双胍通过肠道菌群-氨基酸通路改善糖尿病的机制进行探究，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年11月-2020年5月本院120例2型糖尿病患者为研究对象，（1）纳入标准：①符合《中国2型糖尿病防治指南》中的糖尿病标准，且病程>3年;②年龄30～70岁，彼此间无血缘关系;③采样前2个月内均未服用过二甲双胍、抗生素、微生物活菌制剂等。（2）排除标准：①患胃肠道疾病、急性感染、过敏体质、中或重度肝肾功能损伤;②近6个月内有手术、外伤史、肠道产气疾病;③伴有肿瘤、自身免疫性疾病及其他内分泌疾病。将其随机分为对照组和观察组，每组60例。选取同时期的30例健康者作为健康组。研究对象对研究知情同意，本研究经由医院伦理委员同意。

1.2 方法 对照组患者均予以饮食调整、适当运动和药物控制血糖等常规治疗。观察组则在对照组的基础上采用二甲双胍[生产厂家：万全万特制药（厦门）有限公司，批准文号：国药准字H35020664，规格：0.25 g/片]进行治疗，1.0 g/次，2次/d，持续服用4周。

1.3 观察指标 比较三组治疗前的肠道菌群指标，对照组和观察组治疗后的肠道菌群指标，对照组和观察组治疗前后的尿液氨基酸指标，同时采用Pearson相关分析肠道菌群变化与氨基酸代谢的相关性。（1）治疗前和治疗2、4周后使用一次性棉签采集对照组和观察组的清晨自然排出的粪便50 g左右，并采集健康组体检日的粪便50 g，在30 min内放入无菌的采便盒子内送检。提取1 g左右的粪便，加入灭菌稀释液体进行稀释10倍，采用此方法进行反復的稀释直至浓度为10-8。摇匀后制成悬液，对于不同的稀释浓度均采集50 μL左右涂抹于培养基上，肠杆菌、肠球菌进行需氧培养，36 ℃培养24 h;双歧杆菌、乳杆菌、梭杆菌进行厌氧培养，36 ℃培养48 h。对于所有的标本进行定性和定量的检测。定性的检测：菌落在10-3浓度的培养皿上未培养出为阴性;定量检测：通过菌落的形态和革兰染色进行统计，计算出每个标本中的平均菌落数量，目标菌落数量=平均菌落数量×稀释倍数。（2）收集观察组和对照组尿液，离心，取上清液，过滤，加入70 μL缓冲液，反复吸打，水浴10 min，取样2 μL进行HPLC色谱分析，采用HPLC法检测尿液中氨基酸代谢标志物，包括甘氨酸、色氨酸、谷胱甘肽、苏氨酸、精氨酸及丙酮酸等。

1.4 统计学处理 采用SPSS 17.0软件对所得数据进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，比较采用t检验;计数资料以率（%）表示，比较采用字2检验。研究指标间的关系采用Pearson相关分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料比较 对照组中男25例，女35例;年龄35～68岁，平均（53.6±7.0）岁;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。观察组中男27例，女33例;年龄36～70岁，平均（53.9±7.3）岁;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。健康组中男13例，女17例;年龄35～71岁，平均（53.3±7.3）岁。三组的性别与年龄、对照组和观察组的病程及空腹血糖比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

2.2 三组治疗前后肠道菌群指标比较 治疗前，观察组及对照组的肠道菌群比较，差异无统计学意义（P>0.05），但两组的肠道菌群与健康组比较，差异均有统计学意义（P<0.05），见表1。治疗2、4周后，观察组的肠道菌群指标均显著优于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05），见表2。

2.3 两组治疗前后尿液氨基酸指标比较 治疗前，两组的尿液氨基酸指标比较，差异均无统计学意义（P>0.05）;治疗2、4周后，观察组的尿液氨基酸指标均显著优于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表3。

2.4 肠道菌群变化与氨基酸代谢的相关性分析 Pearson相关分析显示，肠杆菌、肠球菌与甘氨酸、色氨酸均呈正相关（P<0.05），与谷胱甘肽、苏氨酸、精氨酸、丙酮酸均呈负相关（P<0.05）;双歧杆菌、乳杆菌、梭杆菌与甘氨酸、色氨酸均呈负相关（P<0.05），与谷胱甘肽、苏氨酸、精氨酸、丙酮酸均呈正相关（P<0.05）。见表4。

3 讨论

糖尿病在我国临床具有极高的发病率，与糖尿病相关的研究认为，除遗传因素外，环境因素在本病中的作用日益受到重视，而肠道菌群失调在糖尿病及其并发症中的作用受重视程度日益提升，其对于机体的刺激可在一定程度上影响胰岛素的敏感性及糖代谢，因此在很大程度上影响糖尿病的血糖水平[5-6]。临床中与糖尿病患者相关的肠道菌群研究显示，肠杆菌、肠球菌、双歧杆菌、乳杆菌及梭杆菌在本类患者中普遍呈现相对异常的状态，而对本类患者进行治疗的过程中，上述肠道菌群的调节与干预是治疗干预的监测方面[7-10]。另外，氨基酸代谢受机体代谢影响较大，而糖尿病患者的代谢状态相对异常[11-12]，氨基酸在本类患者中也直接或间接受到影响，表现出相对异常的状态，因此对于疾病的干预效果也有较高的评估作用[13-15]。二甲双胍是临床常用的糖尿病治疗药物，其在糖尿病中的应用效果广受认可[16-17]，但是其对于糖尿病患者上述肠道菌群及氨基酸代谢的影响研究仍不足，因此本方面仍有较大研究空间。

本研究就二甲双胍通过肠道菌群-氨基酸通路改善糖尿病的机制进行探究，结果显示，糖尿病患者的肠杆菌、肠球菌均显著高于健康组，双歧杆菌、乳杆菌、梭杆菌均显著低于健康组，说明糖尿病患者肠道菌群紊乱的情况较为突出，而二甲双胍治疗的患者其肠道菌群指标及尿液氨基酸指标改善幅度均显著大于未采用二甲双胍治疗的糖尿病患者，说明二甲双胍在调节本类患者肠道菌群及氨基酸代谢方面均有积极的作用，同时Pearson相关分析肯定了肠道菌群变化与氨基酸代谢的相关性，因此认为二甲双胍在糖尿病患者中的作用机制可能还包括对肠道菌群-氨基酸通路的调控作用，对于本类患者肠道菌群能有效调控，改善机体代谢状态，影响氨基酸的代谢，进而影响疾病状态及相关指标[18-20]。

综上所述，笔者认为二甲双胍可通过肠道菌群-氨基酸通路改善2型糖尿病，具有较高的应用价值。

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（收稿日期：2020-08-10） （本文编辑：姬思雨）