新诊断2型糖尿病患者肠道菌群及GDF-15水平的变化分析
2017-01-14朱雅欣
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。
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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