孕妇肠道菌群分布特征及与空腹血糖水平的关系

陈晓辉，赵 艳

(上海中医药大学附属宝山医院妇产科，上海 201900)

妊娠期糖代谢紊乱是导致不良妊娠结局的重要因素[1]。妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus，GDM)是常见的妊娠期代谢紊乱并发症，随着生活习惯及饮食结构的改变，GDM的发病率呈逐年上升趋势[2]。GDM不仅导致孕妇自身妊娠期子痫前期、剖宫产、产后2型糖尿病等风险增加，同时也会引起新生儿呼吸窘迫综合征、巨大儿、新生儿高胆红素血症等不良新生儿结局，严重影响母婴健康[3]。因此，探究与妊娠期孕妇糖代谢水平异常的相关因素，有利于改善母婴结局。肠道菌群与人体代谢性疾病密切相关，通过肠道上皮屏障作用、免疫进化、营养利用等方式影响着人体的健康状态[4]。肠道菌群分为有益菌、有害菌和条件致病菌，在人体正常生理条件下，肠道菌群之间、肠道菌群与宿主之间相互制约，相互依存，使人体肠道内的菌群多样性和丰度处于动态平衡状态[5]。但当机体内外环境改变时，肠道菌群分布失衡，损伤肠道黏膜，导致胰岛β细胞损伤和功能障碍，增加GDM的发生风险，同时可能使不良妊娠结局的发生率增加[6]。目前，关于体质量指数(body mass index,BMI)的变化与孕妇妊娠期血糖水平及妊娠结局的相关性研究较多[7]，但不同研究之间的异质性较高。因此，本研究探讨妊娠期孕妇肠道菌群特点与孕妇妊娠FPG水平及妊娠结局的相关性，为改善妊娠结局提供新思路。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年2月至2021年2月于上海中医药大学附属宝山医院妇产科产检并分娩的342例孕妇作为研究对象，根据妊娠结局，将孕妇分为正常妊娠组(278例)和不良妊娠组(64例)。不良妊娠结局包括早产10例，胎膜早破4例，产褥期感染6例，羊水污染5例，新生儿窒息7例，新生儿黄疸15例，新生儿感染7例，新生儿窒息4例，胎儿窘迫6例。正常妊娠组年龄22～34岁，平均(27.36±6.85)岁，孕周36～42周，平均(39.48±1.52)周，不良妊娠组年龄22～34岁，平均(28.14±7.02)岁，孕周36～42周，平均(39.21±1.67)周。本研究经医院医学伦理委员会审批。纳入标准：(1)年龄22～34岁；(2)除糖尿病检查指标外，其它血常规、血生化、便常规及潜血实验无异常；(3)在我院产检并分娩的孕妇；(4)孕妇及其家属对本研究知情同意。排除标准：(1)患有心、肝、肾等严重疾病；(2)骨盆狭小或畸形、羊水异常、胎盘前置、胎儿发育异常；(3)孕期病毒感染、接触放射线或有害物质；(4)孕期服用影响胎儿的药物；(5)多胎妊娠。

1.2 方法

1.2.1 一般资料的收集 通过电子病历收集342例孕妇的一般资料，包括年龄、痛经情况、孕前身高、孕前体重、孕前BMI、孕前吸烟情况、流产史、孕次、孕期增重、妊娠期高血压、贫血、孕早期阴道流血。

1.2.2 肠道菌群的检查 使用一次性棉签，采集24～28孕周孕妇清晨自然排出的粪便50g，置于无菌采便盒内送检。用无菌稀释液将1.0g粪便稀释10倍，按此方法进行反复稀释，稀释倍数分别为102、103、104、105、106、107、108倍。摇匀后制备成悬浮液，分别取50μL涂布于培养基。其中，肠杆菌、肠球菌于36℃培养箱进行需氧培养24h，双歧杆菌、乳杆菌、梭杆菌于36℃进行48h的厌氧培养。定性检测：菌落在10-3浓度的培养基上未培养出为阴性；定量检测：通过菌落的形态和革兰氏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。参照Zhao等[8]的方法测定妊娠期孕妇肠道微生物多样性指标OTUs、Ace指数、Shannon指数。提取样本DNA，对16SrRNA基因高度可变区V4进行PCR扩增，构建DNA文库，测序结果输入GenBank进行比对。

1.2.3 观察指标 采集24～28孕周孕妇的空腹静脉血5mL，3000r/min离心10min获得血清，葡萄糖氧化酶法测定空腹血糖(fasting plasma glucose，FPG)水平，酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)检测血清总胆固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(Triglycerides，TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)水平，全自动糖化血红蛋白检测仪检测血清糖化血红蛋白(glycated hemoglobin A1c，HbA1c)水平，循环酶法采用全自动生化分析仪检测血清同型半胱氨酸(Homocysteine，Hcy)水平，化学发光法检测血清维生素B12(Vitamin B12，VB12)、叶酸水平。

2 结 果

2.1 两组孕妇的一般资料比较 两组孕妇的年龄、痛经、孕前BMI、孕次、孕期增重、妊娠期高血压、孕早期阴道流血比较，差异无统计学意义(P>0.05)。不良妊娠组孕妇的孕前吸烟、流产史、贫血比例明显高于正常妊娠组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组孕妇的一般资料比较

2.2 两组孕妇肠道菌群分布特点 不良妊娠组孕妇肠道的肠杆菌、肠球菌菌落数明显多于正常妊娠组，双歧杆菌、乳杆菌的菌落数明显少于正常妊娠组，差异有统计学意义(P<0.05)，两组孕妇肠道的梭杆菌菌落数比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 两组孕妇肠道菌群分布特点

2.3 两组孕妇肠道微生物多样性分析 不良妊娠组的OTUs、Ace指数、Shannon指数明显低于正常妊娠组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 两组孕妇肠道微生物多样性分析

2.4 两组孕妇血生化指标比较 两组孕妇的血清TC、TG、HDL-C、LDL-C水平比较，差异无统计学意义(P>0.05)，不良妊娠组孕妇的血清FPG、HbA1c、Hcy水平明显高于正常妊娠组，VB12、叶酸水平明显低于正常妊娠组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。

表4 两组孕妇的血生化指标比较

2.5 多因素logistic回归分析影响不良妊娠结局的因素 将上述两组孕妇间差异有统计学意义的指标作为自变量，将妊娠结局作为因变量，采用多因素logistic回归分析影响不良妊娠结局的因素。结果显示，孕前吸烟、流产史、贫血，肠杆菌、肠球菌菌落数增多，双歧杆菌、乳杆菌菌落数减少，OTUs、Ace指数、Shannon指数降低，血清FPG、HbA1c、Hcy水平升高，VB12、叶酸水平降低均是导致孕妇不良妊娠结局的危险因素。见图1。

图1 多因素logistic回归分析影响不良妊娠结局因素的森林图

2.6 相关性分析 妊娠期孕妇肠道菌群中肠杆菌、肠球菌的菌落数分别与妊娠FPG水平、妊娠结局呈明显正相关(P<0.05)，双歧杆菌、乳杆菌分别与妊娠FPG水平、妊娠结局呈明显负相关(P<0.05)。见表5。

表5 妊娠期孕妇肠道菌群特点与孕妇妊娠空腹血糖水平、妊娠结局的相关性分析

3 讨 论

肠道中存在物种丰富的微生物群落，当机体患有糖尿病、肥胖等代谢性疾病或处于慢性炎症状态时，有益菌与有害菌所占比例失调，肠道微生物多样性发生改变，可能会促进疾病的发生和发展[9]。近年来，越来越多的学者广泛关注肠道菌群与人体相关疾病的关系，认为肠道菌群的分布特征与2型糖尿病等代谢疾病相关[10]。现今，医疗卫生事业对我国妇幼保健尤为关注。正常妊娠时，为了满足产后哺乳储备能量和胎儿生长发育的需要，妊娠期孕妇的糖代谢会发生生理性改变，血糖水平过度升高会导致血管内皮细胞损伤，进而导致GDM的发生，是围产期妇女的主要并发症之一[11]。GDM患者的血糖升高，增加妊娠期高血压的发生风险，并严重损伤器官和组织，导致孕产妇和围生儿并发症的发生，威胁产妇和新生儿健康[12]。因此，分析影响妊娠期孕妇妊娠结局的危险因素，探究妊娠期孕妇肠道菌群特点与妊娠期FPG、妊娠结局的相关性，对临床上降低不良妊娠结局的发生率有重要意义。

杨奕梅等[13]结果显示，妊娠早期血清FPG水平高的孕妇妊娠结局较差，本研究也得出相似的结论。原因可能是孕妇的血糖若得不到有效的控制，过度或持续升高，容易导致GDM的发生，而GDM是造成不良妊娠结局的因素。吴莎[14]研究表明，GDM正常妊娠孕妇与GDM不良妊娠孕妇的肠道菌群组成有差异，肠道菌群紊乱与GDM孕妇不良妊娠结局有关。本研究中，孕妇肠道有益菌菌群数量减少、有害菌菌群数量增加是导致不良妊娠结局的危险因素。其原因可能是:双歧杆菌、乳杆菌属于有益菌，菌群数量下降，影响肠道黏膜上皮的完整性，屏障保护功能丧失，进入人体的细菌分泌的毒性因子增加了对胰岛细胞的损伤[15]；肠杆菌和肠球菌属于有害菌，其菌群数量增加，导致有害菌的感染风险增加，诱导炎症反应，促进β细胞凋亡，导致血糖水平升高，长期的血糖水平紊乱可能引发GDM，进而增加不良妊娠结局的风险[16]。本研究中，孕妇肠道菌群中肠杆菌、肠球菌的菌落数分别与FPG水平、妊娠结局呈明显正相关，双歧杆菌、乳杆菌分别与妊娠FPG水平、妊娠结局呈明显负相关。本研究表明，孕妇肠道菌群紊乱及FPG水平升高均与不良妊娠结局有关，其机制可能是孕妇肠道菌群分布通过改变血清FPG水平，进而影响妊娠结局。

王艳辉等[17]研究表明，孕前吸烟、流产史、贫血是导致不良妊娠结局的危险因素，本研究也得出一致的结论。尼古丁可促进绒毛膜滋养细胞膜表面异常生物学因子的表达和自身免疫性抗原表位的暴露水平，通过自身免疫性损伤增加流产的风险[18]。人工流产会对子宫内膜造成损伤，若人工流产后再次妊娠的时间间隔较短，子宫内膜功能尚未完全恢复，影响胎盘附着和供血，从而导致胎儿窘迫的发生。妊娠期重度贫血的孕妇容易导致胎儿宫内缺氧、宫内窘迫及新生儿窒息的风险。本研究中，孕妇血清Hcy水平升高、VB12和叶酸水平降低是导致不良妊娠结局的危险因素，与李朝辉等[19]研究结果一致。叶酸参与机体RNA、DNA、蛋白质的合成，叶酸缺乏影响细胞增殖和胎儿生长发育；VB12是参与机体多种反应性的辅酶，VB12缺乏会导致多系统功能障碍；血清Hcy水平与叶酸和VB12的代谢水平有关，VB12蓄积提示叶酸、VB12缺乏，增加不良妊娠结局的风险。本研究中，孕妇血清HbA1c水平升高与不良妊娠结局有关，与邓凤芹[20]研究结果相似。HbA1c是由葡萄糖和血红蛋白的游离氨基结合形成的，形成速度与红细胞周围环境中血糖浓度呈正相关。

综上所述，孕前吸烟、流产史、贫血，血清FPG、HbA1c、Hcy水平升高，VB12、叶酸水平降低均是导致孕妇不良妊娠结局的危险因素，有利于临床上风险因素的识别。孕妇肠道菌群分布与妊娠期FPG水平及妊娠结局具有明显的相关性，可能由于肠道菌群改变，使FPG水平升高，从而影响妊娠结局。临床上，对于肠道菌群紊乱的孕产妇，采取针对性措施改善肠道菌群环境，从而降低不良妊娠结局的发生风险。