糖尿病及合并心血管并发症患者肠道菌群与其血糖、血脂等指标的相关性分析

黎国敏

（深圳市宝安区福永人民医院，广东 深圳 518103）

目前已知的人体肠道菌群种类超过1 000种，数量约为1×1014个，是人类细胞总数的十数倍，甚至更高，其所编码的特异基因数目更是达到人体自身编码基因数目的300倍左右[1]。在正常生理状况下，肠道菌群属于动态变化系统，于肠黏膜表面形成一道天然的屏障，介导人体消化吸收等一系列重要活动，同时可在免疫功能调节方面起至关重要的作用，主要作用在于防止致病菌和条件致病菌的侵袭，在保证人体健康方面发挥着至关重要的作用[2-3]。近年来相关研究日益深入，大量证据表明肠道菌群的异常变化可能与2型糖尿病（T2DM）的发生、发展密切相关[4]。而T2DM患者因长期处于高血糖状态，可能增加氧化应激，导致脂质、蛋白质功能和结构发生改变，继而增加冠心病、脑卒中等多种心脑血管疾病的发生风险[5]。鉴于此，本文研究分析糖尿病及合并心血管并发症患者肠道菌群与其血糖、血脂等指标的相关性，旨在为T2DM心血管并发症的发生提供新的靶点与思路，现做以下报道。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析我院从2018年1月—2020年1月收治的单纯2型糖尿病（T2DM）以及T2DM合并心血管并发症患者各50例进行研究，分别作为T2DM组与并发症组。再取同期于我院接受体检的健康人员50例作为对照组。其中T2DM组有男性患者27例，女性患者23例，年龄36～68岁，平均年龄（45.22±10.32）岁。并发症组有男性患者28例，女性患者22例，年龄35～68岁，平均年龄（45.19±10.34）岁。对照组有男性患者 26例，女性患者24例，年龄36～69岁，平均年龄（45.25±10.33）岁。3组上述指标比较，差异不显著（P＞0.05），均衡可比。纳入标准:（1）所有研究对象年龄在35～70岁之间；（2）入院前1个月内未服用过抗生素；（3）无急慢性胃肠疾病者；（4）T2DM组与并发症组患者均符合中华医学会糖尿病学分会《中国2型糖尿病防治指南（基层版）》[6]中所制定的相关诊断标准。排除标准:（1）肝、肾等重要脏器出现损伤者；（2）合并肺结核、病毒性肝炎以及艾滋病等感染性疾病者；（3）意识障碍或伴有精神疾病者；（4）正参与其他研究者。纳入对象均在知情同意书上签字，并获批于医院伦理委员会。

1.2 研究方法

（1）血糖、血脂指标水平检测:所有研究对象入院后均进行禁食8 h处理，随后采集肘静脉血5 mL，以3 500 r/min作为离心条件进行时长10 min的离心处理，取上层血清保存在-80℃冰箱中待检。其中血糖指标包括空腹血糖（FBG）、胰岛素（Ins）、糖化血红蛋白（HbA1c）；血脂指标涵盖总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）。HbA1c采用高效液相色谱法进行检测，其余指标均以西门子ADVIA XP全自动免疫分析系统予以检测。试剂盒分别购自德国罗氏及西门子公司。（2）肠道菌群检测:采集所有受试者的粪便样本，实施PSP®Spin Stool DNA Plus Kit进行DNA提取，具体操作严格遵循试剂盒说明书进行。琼脂糖凝胶电泳分析DNA与完整性，并通过华瑞康二代测序DNA文库构建试剂盒实施PCR扩张。PCR反应体系如下:2×HiFi PCR Mix 25 μL，Ligation DNA 25 μL，PCR Primer Mix 5 μL，用无菌双蒸水补齐至50 μL。PCR 反应条件如下:98 ℃ 2 min，98 ℃ 20 s，65 ℃ 30 s，72℃30 s，10个循环。72℃5 min，保存于4℃条件下。采用Illumina Hi Seq 2500平台（购自美国Illumina公司）进行测序，相关操作于中国科学院微生物研究所生物计算平台完成。

1.3 观察指标

比较3组肠道菌群情况，血糖、血脂相关指标水平，分析FBG、LDL-C与肠道菌群的相关性。

1.4 统计学方法

数据的分析借助SPSS20.0软件完成，计数、计量资料分别以[n（%）]、（±s）表示，予以 χ2检验、t检验。FBG、LDL-C 与肠道菌群的关系予以Pearson相关性分析。P＜0.05表示差异显著。

2 结果

2.1 3组肠道菌群在门水平上构成情况对比

T2DM组、并发症组厚壁菌门丰度明显低于对照组（P＜0.05），而变形菌门、放线菌门丰度均显著高于对照组（P＜0.05），见表1。

表1 3组肠道菌群在门水平上构成情况对比（±s，%）

表1 3组肠道菌群在门水平上构成情况对比（±s，%）

注:与对照组相比，*P＜0.05

组别n 厚壁菌门 变形菌门 放线菌门对照组T2DM组并发症组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组肠道菌群在种水平上构成情况对比

T2DM组、并发症组的Subdoligranulum unclassified菌、Megamonas unclassified菌、Bacteroides massiliensis菌丰度均显著低于对照组（P＜0.05）；而长双歧杆菌、大肠埃希菌丰度均显著高于对照组（P＜0.05）；T2DM组粪便拟杆菌丰度显著高于对照组（P＜0.05），而并发症组粪便拟杆菌丰度显著低于对照组（P＜0.05），见表2。

表2 3组肠道菌群在种水平上构成情况对比（±s，%）

表2 3组肠道菌群在种水平上构成情况对比（±s，%）

注:与对照组相比，*P＜0.05

组别n Subdoligranulum unclassified菌Megamonas unclassified菌Bacteroides massiliensis菌长双歧杆菌大肠埃希菌粪便拟杆菌对照组T2DM组并发症组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组血糖、血脂指标水平对比

T2DM组、并发症组的FBG、Ins、HbA1c、TG水平均显著高于对照组（P＜0.05），T2DM组TC、LDL-C水平显著高于并发症组（P＜0.05），见表3。

表3 3组血糖、血脂指标水平对比（±s）

表3 3组血糖、血脂指标水平对比（±s）

注:与对照组相比，#P＜0.05；与并发症组相比，*P＜0.05

指标 对照组（n=50）T2DM 组（n=50） 并发症组（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与肠道菌群的相关性分析

经Pearson相关性分析可得:FBG与Subdoligranulum unclassified菌、Megamonas unclassified菌、Bacteroides massiliensis菌丰度均呈负相关关系（P＜0.05），而与长双歧杆菌、大肠埃希菌丰度呈正相关（P＜0.05）；LDL-C 与 Subdoligranulum unclassified菌、Megamonas unclassified菌、Bacteroides massiliensis菌丰度均呈正相关关系（P＜0.05），而与长双歧杆菌、大肠埃希菌丰度呈负相关关系（P＜0.05），见表4。

表4 FBG、LDL-C与肠道菌群的相关性分析

3 讨论

3.1 肠道菌群的改变和T2DM病情有关

近年来，越来越多的学者发现肠道菌群的改变和T2DM发生、发展密切相关，且有学者提出[7-8]:T2DM患者的肠道变形菌门、拟杆菌门相较于健康人群显著增高，而厚壁菌门显著降低。另有相关研究结果表明[9-11]，T2DM患者身体各器官系统长期处于高血糖状态，不仅会引起微血管、大血管以及心脏受损，而且其肝、肾、眼等多种器官也会出现不同程度的并发症，从而增加了患者的病死率。有相关研究报道证实[12-14]，通过改善T2DM并发症患者的肠道菌群结构，可改善其胰岛素抵抗以及糖脂代谢紊乱，进一步发挥控制病情的作用。

3.2 T2DM及合并心血管并发症患者的糖脂代谢紊乱，且与肠道菌群紊乱联系紧密

本研究结果发现，T2DM组、并发症组厚壁菌门丰度明显低于对照组（P＜0.05），而变形菌门、放线菌门丰度均显著高于对照组（P＜0.05）。T2DM组、并发症组的 Subdoligranulum unclassified菌、Megamonas unclassified菌、Bacteroides massiliensis菌丰度均显著低于对照组（P＜0.05）；而长双歧杆菌、大肠埃希菌丰度均显著高于对照组（P＜0.05）；T2DM组粪便拟杆菌丰度显著高于对照组（P＜0.05），而并发症组粪便拟杆菌丰度显著低于对照组（P＜0.05）。这在陈茜等[15]的研究结果中得以证实:T2DM以及T2DM心血管并发症患者存在明显的肠道菌群失调。Qin等[16]通过宏基因组研究方式对345例受试者的肠道菌群实施基因测序，结果发现，T2DM人群存在重度肠道菌群失调，而多种条件致病菌增加。国外学者Hartstra等[17]的研究表明，T2DM患者的罗斯氏菌、加氏乳杆菌、大肠埃希氏菌以及变形链球菌存在明显异常。肠道菌群的失调介导了T2DM的发生，可诱发一系列机体慢性炎症反应、能量代谢异常以及免疫力降低等问题，从而可能引起代谢失调、胰岛素抵抗，最终促进T2DM的发生，继而增加了相关心血管并发症的发生概率[18-19]。上述研究结果均证实了肠道菌群紊乱可能参与了T2DM及合并心血管并发症的发生、发展过程。此外，T2DM组、并发症组的FBG、Ins、HbA1c、TG水平均显著高于对照组（P＜0.05），T2DM组TC、LDL-C水平显著高于并发症组（P＜0.05）。这与既往研究一致[20]，说明T2DM及合并心血管疾病患者存在明显的血脂、血糖代谢紊乱。

3.3 肠道菌群失调引发T2DM及合并心血管并发症的可能机制受到血糖、血脂紊乱影响

经Pearson相关性分析可得:FBG与Subdoligranulum unclassified菌、Megamonas unclassified菌、Bacteroides massiliensis菌丰度均呈负相关关系（P＜0.05），而与长双歧杆菌、大肠埃希菌丰度呈正相关（P＜0.05）；LDL-C 与 Subdoligranulum unclassified菌、Megamonas unclassified菌、Bacteroides massiliensis菌丰度均呈正相关关系（P＜0.05），而与长双歧杆菌、大肠埃希菌丰度呈负相关关系（P＜0.05）。这提示了肠道菌群失调引发T2DM及合并心血管并发症的可能机制与血糖、血脂紊乱有关。由此可见，在临床工作中可能通过调节患者肠道菌群的构成，从而达到降低T2DM及合并心血管并发症风险的目的。