摘要
背景 2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）的患病率逐年攀升，且一半以上的T2DM患者合并非酒精性脂肪性肝病（nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD）。肠道菌群在T2DM和NAFLD的发生发展中发挥重要作用，且可能是降糖药物的靶点之一。但现有研究多为横断面研究，T2DM患者治疗期间肠道菌群动态变化的时间序列存在空缺，无法明确治疗干预与肠道菌群的因果关系。 目的 分析初治T2DM以及T2DM合并NAFLD患者的肠道菌群特点，探索T2DM患者二甲双胍治疗不同阶段肠道菌群的动态变化及其与糖脂代谢的关系，寻找预测二甲双胍疗效的菌群靶点。 方法 比较分析初治T2DM患者（n=74）与健康对照者（定义为HC，n=51）肠道菌群组成及相关功能通路差异。并进一步分析单纯T2DM患者（不合并NAFLD，定义为DMNN,n=46）以及T2DM合并NAFLD患者（定义为DMN，n=28）临床资料及肠道菌群组成差异。纳入符合纳排标准的初治T2DM患者47人，予以二甲双胍（0.5g，每日三次）治疗，收集患者治疗1月（n=47）、治疗3月（n=34）和治疗6月（n=25）时的粪便标本，进行16S rRNA基因扩增子测序，探究肠道菌群的动态变化，并进一步进行功能通路预测分析。同时分析治疗前、治疗3月和6月糖脂代谢指标与差异菌属的相关性。在用药3月时基于糖化血红蛋白（glycated hemoglobin A1c,HbA1c）进行亚组分析。 结果 T2DM组肠道菌群的丰富度显著下降，但β多样性无差异。T2DM组克里斯滕森菌属R-7属、无甾醇枝原体属、真杆菌属、毛螺菌UCG-008属、嗜血杆菌属和普雷沃氏菌9属等的相对丰度高于HC组。两组间存在35条显著差异的代谢通路。 相较于DMNN组，DMN组患者年龄更小，胰岛素抵抗指数[homeostatic model assessment of insulin resistance（HOMA-IR）]、体质指数（body mass index,BMI）及甘油三酯（triglyceride,TG）更高。TG＞1.88mmol/L是预测DMN的最佳临界值，灵敏度为64.29％,特异度为70.45％。DMN组、DMNN组和HC组三组间α多样性无差异，但β多样性存在显著差异。霍氏真杆菌属、梭状链杆菌属、副萨特氏菌属和g_Tyzzerella3在DMN组富集，而解黄酮菌属为DMN的保护因素。g_Tyzzerella3与TG和白蛋白的水平呈正相关，与高密度脂蛋白胆固醇水平呈负相关。 患者的 BMI、体重、空腹血糖(fasitng plasma glucose,FPG)、HbA1c 及 HOMA-IR在二甲双胍治疗后均显著下降。二甲双胍治疗1月时肠道菌群的丰富度下降，治疗3月时α多样性全面下降，但β多样性无差异。二甲双胍引起厚壁菌门/拟杆菌门比率下降;二甲双胍治疗1、3及6月分别与治疗前比较发现，属水平上，治疗前罗姆布茨菌属和粪杆菌属富集，治疗1月时瘤胃梭菌6属和狭窄梭菌1属减少，假单胞菌属和大肠埃希氏菌-志贺氏菌属在治疗3月时增加，克里斯滕森菌属R-7属在治疗6月时降低。聚类分析发现，二甲双胍治疗过程中肠道微生物群主要有三种不同的动态变化轨迹，61％的菌属治疗期间丰度持续减少，且在用药1月时下降幅度最高。毛螺菌ND3007属（P=0.006）、嗜木聚糖真杆菌属（P=0.014）、罗姆布茨菌属（P=0.013）、粪杆菌属（P=0.003）和瘤胃球菌UCG-014属（P=0.008）随时间推移丰度显著下降，而拟杆菌属（P=0.049）的丰度随之增加。在对二甲双胍治疗疗效良好的患者亚组中双歧杆菌属明显富集，而在疗效不佳患者亚组中萨特氏菌属丰度增加。二甲双胍用药1月、3月及6月分别改变了 28、85和55条代谢通路，其中存在显著差异的有阳离子抗菌肽耐药性、甜菜素的生物合成、百日咳和过氧化物酶体代谢通路。 结论 T2DM患者机会致病菌及与炎症因子相关的细菌增加。T2DM合并NAFLD患者菌群结构发生改变，且解黄酮菌属为其保护因素。二甲双胍导致肠道菌群多样性显著下降，用药期间大部分菌属的丰度减少，但拟杆菌属增加。双歧杆菌属的丰度增加有利于血糖控制，而萨特氏菌属则相反。
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