你知道肠道菌群参与糖尿病肾病发病机制的潜在分子机制是什么样的吗？

菌心说 2022-08-05 发布于北京

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引言

糖尿病肾病（DN）是一种慢性肾脏病（CKD），是糖尿病微血管病变最常见的并发症之一，也是导致终末期肾病（ESRD）的主要原因。

在过去十年里，糖尿病（DM）和糖尿病肾病的发病率始终有增无减。根据国际糖尿病联合会的数据，目前全球糖尿病患者人数高达4.25亿，预计2045年将增至7.002 亿。

约30%至40%的糖尿病患者可发展为糖尿病肾病，三分之一的糖尿病肾病患者进一步发展为终末期肾病。糖尿病肾病患者的死亡率比没有肾脏疾病的糖尿病患者高30倍。

因此，糖尿病肾病严重威胁着人类的生命健康。

糖尿病肾病的发病机制很复杂，我们对其知之甚少。众所周知，高血糖症、血流动力学变化、线粒体功能障碍、激活的肾素-血管紧张素-醛固酮信号通路、免疫紊乱、氧化应激和遗传易感性会导致肾功能不全，进而引发糖尿病肾病。

越来越多的证据表明，糖尿病肾病的发病机制包括肠道菌群的失衡。肠道菌群由大约1013到1014个细菌组成，众所周知，它们是人体的“第二基因组”。肠道菌群会影响肠道屏障、肾脏代谢、炎症和免疫微环境平衡。肠道菌群失衡与肥胖、糖尿病等代谢疾病密切相关。

在过去几年里，肠道菌群在糖尿病肾病中的作用越来越受到关注。糖尿病肾病患者的粪便样本表明患者的肠道菌群失衡，包括变形菌、疣微菌和梭杆菌的丰度增加（16）。有趣的是，糖尿病肾病患者的肠道菌群中特定微生物的丰度与没有糖尿病肾病的糖尿病患者显著不同，例如埃希氏杆菌-志贺氏杆菌和普氏菌（17）。此外，糖尿病肾病患者由于肾功能受损和排泄减少导致代谢毒素增加，由此造成肠道菌群失衡，从而进一步加剧糖尿病肾病的进展（18）。

此外，多项研究发现，肠道菌群的一些代谢物在糖尿病肾病中发挥重要作用，如：

脂多糖（LPS）

短链脂肪酸（SCFA）

胆汁酸（BA）

三甲胺-N-氧化物（TMAO）

然而，肠道菌群参与糖尿病肾病发病机制的潜在分子机制仍不清楚。

本期美国微生物学会为大家介绍来自潍坊医科大学附属第一医院中心检验科这样一项研究，旨在通过宏基因组测序分析来研究糖尿病肾病中肠道菌群的特征和潜在的微生物组功能。

研究中探讨了糖尿病肾病的主要驱动细菌，包括它们与糖代谢和肾功能临床指标的相关性。

摘要

糖尿病肾病（DN）是导致终末期肾病的主要病因。

越来越多的研究表明，肠道菌群在糖尿病（DM）和糖尿病肾病中发挥着关键作用。然而，目前尚不清楚肠道菌群在糖尿病肾病发病机制中的确切作用和调控机制。本研究对健康对照者（CON）以及患有或不患有糖尿病肾病的2型糖尿病（T2DM）患者的粪便样本进行了宏基因组测序。研究共采集了15名无糖尿病肾病的2型糖尿病患者、15名有糖尿病肾病的2型糖尿病患者以及15名年龄、性别和体重指数（BMI）相匹配的健康对照者的新鲜粪便样本。

对样本中肠道菌群的组成和潜在功能进行了评估。尽管在健康对照者、2型糖尿病和糖尿病肾病患者之间并未观察到肠道菌群α和β多样性的差异，但2型糖尿病和糖尿病肾病患者中产生丁酸盐的细菌（梭菌、真杆菌和肠罗氏菌）和潜在益生菌（毛螺菌和肠杆菌）的相对丰度显著降低。此外，糖尿病肾病患者的粪便样本中的粪便拟杆菌显著富集。

而且，梭状芽孢杆菌 26_22与血清肌酐呈负相关（P < 0.05）。可通过梭状芽孢杆菌CAG_768（曲线下面积[AUC] = 0.941），丙酸类拟杆菌（AUC= 0.905）和梭状芽胞杆菌CAG_715（AUC = 0.908）来准确区分糖尿病肾病患者和健康对照者。糖尿病肾病患者与2型糖尿病患者可以通过假单胞菌目、变形梭杆菌和普氏菌MSX73（AUC = 0.889）准确区分。

就肠道菌群的潜在细菌功能而言，糖尿病肾病患者的柠檬酸循环、碱基切除修复、组氨酸代谢、硫辛酸代谢和胆汁酸生物合成富集，而硒代谢和支链氨基酸生物合成减少。

图1 健康对照者、2型糖尿病患者和糖尿病肾病患者的肠道菌群组成

(A) 健康对照者、2型糖尿病患者和糖尿病肾病患者组中基因数的维恩图。

(B) 健康对照者、2型糖尿病患者和糖尿病肾病患者基因数的Wilcoxon秩和检验。

(D) 门水平的肠道菌群组成。

(E) 属水平的肠道菌群组成。

(F) 种水平的肠道菌群组成。

论文信息

论文标题：糖尿病肾病患者肠道菌群的改变

作者：Lili Zhang，Zhisheng Wang，Xiaona Zhang，Lu Zhao，Jinjin Chu，Haibo Li，Wenchang Sun

期刊来源

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