关键词:
代谢综合征
肠道菌群
益生元
生化指标
摘要:
目的:
代谢综合征(Metabolic Syndrome,MetS)的患病率随着现代社会饮食习惯和生活方式的改变而不断增加,近年来也呈现出年轻化趋势。据调查,全球四分之一的人口患有MetS。近年来,我国代谢综合征的发病率也是急剧上升。目前MetS发病机制仍不明确,但它可引起心脑血管、肥胖、癌症等疾病,因此探明其发病机制并找到解决对策是亟需解决的问题。如今越来越多的研究者们试图从肠道菌群这一角度去探讨代谢性疾病的发病机理,虽然目前仍无统一确切的定论,但也获得了一些肯定的有益的结论,同时学者们亦达成一定的共识:即益生元可调节人类的肠道菌群,而其中菊粉是研究最多的益生元之一。然而菊粉与具有类似作用的药物联合应用是否能更好地调节肠道菌群,目前仍不明确。本研究采用菊粉或联合其他药物对MetS患者进行干预,通过16SrRNA高通量测序技术分析肠道微生物群的变化以及对临床指标与肠道菌群之间的关联性进行了探讨,这一研究可能对MetS患者以肠道菌群为治疗靶点提供一定的理论基础。
方法:
本研究从天津市西青区中北镇社区卫生服务中心筛选出符合条件的60名代谢综合征受试者(平均年龄46.3岁,男性占43%)作为研究对象,随机分为三组,分别给予菊粉、菊粉+中药以及菊粉+二甲双胍进行为期6个月的干预。首先,通过问卷调查的方式收集了基线人口学特征等资料信息。在干预初及随访结束时收集了研究对象空腹血浆样本,使用自动分析仪测量了血糖、总甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇和尿酸等指标,并统计分析其在干预前三组之间是否有差异。且在干预结束后收集三组研究对象的粪便标本,使用16SrRNA扩增子测序方法对粪便样本中的微生物群进行分析,揭示三组人群肠道菌群的物种构成,并进行α多样性、β多样性及组间物种差异性分析等。同时分析每组中相对丰度较高的菌群与人口学特征的相关性。
结果:
1.使用16SrRNA扩增子测序方法对粪便样本中的微生物群进行分析,三组共得到5382635个可用序列。其中,选择了3899784个高质量序列,平均每个样本产生64996个序列。
2.在门水平上,菊粉组、菊粉+中药组、菊粉+二甲双胍组中的拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度分别为24.6%、12.4%和16.7%,变形菌门(Proteobacteria)比例分别为10.1%、21.2%和9.7%,厚壁菌门(Firmicutes)组间差异无显著性。
3.在属水平上,三组间相对丰度较高的菌属分别为拟杆菌属(Bacteroides)、罗姆布茨菌(Romboutsia)、链球菌属(Streptococcus),霍尔德曼氏菌(Holdemanella)。
4.给予不同干预措施后发现三组肠道菌群在数量上相似,差异无统计学意义。
5.在β多样性分析方面,基于加权/非加权距离算法进行β多样性指数组间和NMDS分析,发现三组之间菌群物种多样性有差异。
6.在组间差异显著性分析方面发现,菊粉组中拟杆菌门(Bacteroidetes)、拟杆菌科(Bacteroidaceae)、瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)、拟杆菌属(Bacteroides)等菌相对丰度较另外两组高。与其它两组相比,菊粉+中药组中变形菌门(Proteobacteria)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、韦荣球菌科(Veillonellaceae)、罗姆布茨菌(Romboutsia)含量相对较高。在菊粉+二甲双胍组中,链球菌科(Streptococcaceae)、链球菌属(Streptococcus)和霍尔德曼氏菌(Holdemanella)等菌相对丰度含量较其它两组高。
7.经相关分析发现,在菊粉组中,拟杆菌属(Bacteroides)与高密度脂蛋白胆固醇(HDL.c)呈正相关(r=0.485,P=0.03)。在菊粉+中药组中,罗姆布茨菌(Romboutsia)与HDL.c呈负相关(r=-0.644,P=0.002);韦荣球菌科(Veillonellaceae)和腰围呈负相关(r=-0.505,P=0.023)。在菊粉+二甲双胍组中未发现明显的相关性。
结论:
代谢综合征患者在给予不同干预(即菊粉和/或中药、二甲双胍)后菌群数量上相似,但各组之间的整体菌群构成存在显著差异,发现三组在属水平上,菊粉组中拟杆菌属(Bacteroides)相对丰度较另外两组高。与其它两组相比,菊粉+中药组中罗姆布茨菌(Romboutsia)含量相对较高。在菊粉+二甲双胍组中,链球菌属(Streptococcus)和霍尔德曼氏菌(Holdemanella)相对丰度含量较其它两组高。
在肠道菌群与人口学资料的相关性分析方面,在菊粉组中发现,HDL.c水平与Bacteroides呈正相关。在