黃林林 郭靜霞 楊永剛 張擁軍 于華

隨著社會(huì)人口老齡化的發(fā)展，老年2型糖尿病(T2DM) 患病逐年增加。有研究表明腸道菌群失調(diào)可引起細(xì)菌釋放內(nèi)毒素，引起機(jī)體慢性炎癥狀態(tài)長(zhǎng)期存在，慢性炎癥可引起胰島素抵抗，繼而發(fā)生糖尿病[1-3]。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)老年T2DM 患者中腸道菌群與炎性因子、胰島素抵抗的相關(guān)性研究，探討腸道菌群與糖尿病發(fā)生發(fā)展的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年3月至2018年12月在石家莊市人民醫(yī)院老年病科住院的 80 例老年患者作為研究對(duì)象，均診斷為 T2DM[4]；另選取同期80例健康體檢者為對(duì)照組。所有入組人員年齡>60歲，在之前2個(gè)月內(nèi)均未使用過(guò)抗生素、乳果糖、微生物活菌制劑等。排除標(biāo)準(zhǔn)：1型糖尿病；急慢性胃腸道疾?。晃改c道手術(shù)史；長(zhǎng)期使用激素、抗菌藥物、免疫抑制劑的患者。

1.2 血清臨床指標(biāo)、HOMA-IR、炎性因子的測(cè)定 患者均過(guò)夜空腹抽靜脈血,采用全自動(dòng)生化儀測(cè)定生化指標(biāo):總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)。 采用葡萄糖氧化酶法測(cè)空腹血糖(FPG),另取靜脈血 2～3 ml靜置1 h后,3 000 r/min 離心5 min,測(cè)定血清空腹胰島素(FINS)、白介素6(IL-6)和腫瘤壞死因子α(TNF-α)。 采用放免分析法測(cè)定FINS,采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測(cè)血清 IL-6和TNF-α,采用美國(guó) Bio READ550酶標(biāo)儀測(cè)量,試驗(yàn)操作按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行,試劑由深圳晶美生物技術(shù)公司提供。胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)采用穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估法判斷,計(jì)算 HOMA-IR。

1.3 腸道菌群的測(cè)定 取新鮮糞便3～5 g，置于無(wú)菌干燥采便器內(nèi)，30 min內(nèi)送檢。稱(chēng)取送檢的糞便1.0 g，用滅菌稀釋液倍比稀釋至10-8cfu/ml，制成均勻懸液，用“L”棒均勻涂抹于不同的培養(yǎng)基上，對(duì)目標(biāo)菌進(jìn)行定量、定性檢測(cè)[5]。

2 結(jié)果

2.1 2組患者一般資料比較 2組患者年齡、體重指數(shù)(body mass index，BMI)、血脂等比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。

表1 2組患者一般資料比較

2.2 2組患者血清HOMA-IR、炎性因子比較 T2DM 組患者的空腹血糖、空腹胰島素、胰島素抵抗指數(shù)、炎性因子IL-6和TNF-α的水平均高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 2組患者血清HOMA-IR、炎性因子比較

2.3 2組患者腸道菌群比較 T2DM 組腸球菌、腸桿菌均高于對(duì)照組，雙歧桿菌、乳酸桿菌和雙歧桿菌/大腸桿菌的比值均低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 2組患者腸道菌群比較

2.4 腸道菌群與HOMA-IR、炎性因子的相關(guān)性分析 腸球菌、腸桿菌與IL-6、TNF-α和HOMA-IR是正相關(guān)(P<0.05)，雙歧桿菌、乳酸桿菌和雙歧桿菌/大腸桿菌的比值與IL-6、TNF-α和HOMA-IR呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)。見(jiàn)表4。

表4 腸道菌群與HOMA-IR、炎性因子的相關(guān)性分析

3 討論

人類(lèi)的腸道不僅具有消化、吸收功能，同時(shí)有內(nèi)分泌和免疫調(diào)節(jié)功能，腸道菌群與其宿主之間有很復(fù)雜的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系，對(duì)保持機(jī)體健康狀態(tài)至關(guān)重要。研究表明，2型糖尿病等代謝疾病與腸道菌群有密切關(guān)系[5-7]。老年患者腸道的生理機(jī)能逐漸減退，腸道內(nèi)微生物也發(fā)生變化，其種類(lèi)及數(shù)量的改變與代謝性疾病的發(fā)生發(fā)展相關(guān)，菌群結(jié)構(gòu)的改變主要表現(xiàn)在擬桿菌的比例增高[8]。雙歧桿菌和乳桿菌是人體腸道中最重要的益生菌，在維持腸道菌群平衡中起了重要作用，其中反應(yīng)腸道定植抗力的一個(gè)指標(biāo)是雙歧桿菌與腸桿菌數(shù)量之比(B/E值)。本研究顯示老年T2DM組腸球菌、腸桿菌數(shù)量較對(duì)照組明顯升高，雙歧桿菌、乳酸桿菌和雙歧桿菌/大腸桿菌的比值較對(duì)照組明顯降低。

人類(lèi)的腸道微生物數(shù)量可達(dá)1 014個(gè)，根據(jù)微生物對(duì)宿主的作用將其分為有益菌、雙向菌和有害菌3種，其中益生菌>99.0%[9]。常見(jiàn)的有益菌包括乳酸桿菌、雙歧桿菌等。在機(jī)體防御能力正常時(shí)，雙向菌對(duì)人體無(wú)害，但當(dāng)腸道菌群的種類(lèi)及數(shù)量發(fā)生變化時(shí)，原本不會(huì)損害健康的細(xì)菌可成為致病菌[10]。一般情況下，腸道細(xì)菌的結(jié)構(gòu)及數(shù)量在一個(gè)相對(duì)的平衡狀態(tài)，與人體互利共生達(dá)到健康平衡狀態(tài)，從而維持正常的生理功能等。在一些因素影響下，如：藥物、年齡、飲食等，都會(huì)導(dǎo)致腸道菌群的改變，益生菌減少，致病菌增加，機(jī)體代謝紊亂，發(fā)生多種疾病[11]。研究表明，腸道菌群結(jié)構(gòu)的變化與代謝綜合征、肥胖、2型糖尿病等疾病有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系，在能量代謝及體重控制控制方面發(fā)揮著重要作用，類(lèi)桿菌含量降低、腸桿菌科細(xì)菌含量增多導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)[12]。雙歧桿菌在腸道菌群中特別重要是因?yàn)樗梢灶A(yù)防和治療腸道菌群失調(diào)相關(guān)性的疾病，可促進(jìn)腸道益生菌生長(zhǎng)繁殖，改善腸道環(huán)境。很多種代謝性疾病與腸道菌群失調(diào)有關(guān)，其中雙歧桿菌減少至關(guān)重要[13]。

研究表明，由高脂飲食引起腸道菌群比例的改變，激活了腸道炎癥機(jī)制，導(dǎo)致代謝失調(diào)[14]。Amar等[15]研究發(fā)現(xiàn)胰島素抵抗與腸道菌群失調(diào)有關(guān)，內(nèi)毒素(LPS) 是其中重要因素。相互作用的脂多糖與細(xì)胞膜上的 CD14/TLR4 受體復(fù)合體釋放較多的炎性介質(zhì)，比如IL-1、IL-6、TNF-α，機(jī)體出現(xiàn)慢性炎癥，慢性炎癥導(dǎo)致胰島素功能下降，從而發(fā)生糖尿病[16,17]。腸道內(nèi)分泌細(xì)胞還釋放多種激素[18-20]，可以對(duì)控飲食的消化功能作用外，還可影響上皮完整性、黏膜耐受性及系統(tǒng)性炎癥的調(diào)節(jié)功能。Cani 等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在大鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)機(jī)體炎性反應(yīng)引起胰島素抵抗，抗生素的治療改變了腸道菌群的結(jié)構(gòu)及數(shù)量，可以減少血漿 LPS 的含量，說(shuō)明通過(guò)改變腸道菌群可以影響 DM 的發(fā)生。還有一些動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，通過(guò)腸道菌群的接種，可以使得無(wú)菌小鼠體脂水平的明顯增加，出現(xiàn)與肥胖小鼠相同的特征，說(shuō)明腸道菌群可以影響小鼠的食欲，導(dǎo)致其肥胖; 對(duì)肥胖小鼠的基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)，肥胖小鼠的腸道菌群中有更多對(duì)能力貯存有重要作用的基因，這些基因參與能量代謝。通過(guò)對(duì)16S核糖體RNA 基因測(cè)序，發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠中擬桿菌門(mén)數(shù)量較低，厚壁菌門(mén)細(xì)菌較多[18-22]。與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)相同的細(xì)菌門(mén)類(lèi)變化趨勢(shì)在肥胖人群和非肥胖人群中同樣出現(xiàn)[22,23]。T2DM 患者相對(duì)于正常人，腸道菌群也有不同程度腸種類(lèi)和數(shù)量的異常。有研究通過(guò)比較T2DM 組和非T2DM 組發(fā)現(xiàn)，T2DM 患者腸道內(nèi)變形菌門(mén)的沙門(mén)菌、大腸埃希菌等病原菌數(shù)量增高，并且與血糖濃度相關(guān)[24]。

本研究中通過(guò)對(duì)老年T2DM 患者腸道菌群、炎性因子和胰島素抵抗的研究，探討腸道菌群與糖尿病發(fā)生發(fā)展的關(guān)系。在T2DM 組中空腹血糖、空腹胰島素、胰島素抵抗指數(shù)、炎性因子IL-6和TNF-α的水平均明顯比對(duì)照組高，IL-6、TNF-α和HOMA-IR與腸球菌、腸桿菌具有正相關(guān)性，IL-6、TNF-α和HOMA-IR與雙歧桿菌、乳酸桿菌和雙歧桿菌/大腸桿菌的比值具有負(fù)相關(guān)性。其機(jī)制可能為腸道菌群紊亂導(dǎo)致炎性因子增多，從而出現(xiàn)胰島素抵抗，參與了T2DM 的進(jìn)展[25]。

腸道腸道受損，會(huì)導(dǎo)致腸道菌群的種類(lèi)及數(shù)量發(fā)生變化，大量毒素被腸道吸收，機(jī)體炎性介質(zhì)的釋放明顯增多，免疫細(xì)胞如中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞等釋放炎性因子[26]。胰島素抵抗及糖代謝紊亂均與炎性因子密切相關(guān)[27]。炎性因子的升高通常不引起明顯的炎性反應(yīng)，一般表現(xiàn)位慢性炎性反應(yīng)，單核巨噬細(xì)胞激活，釋放促炎因子[28]。胰島素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路被影響，使胰島素抵抗發(fā)生[29]。在糖尿病中胰島素抵抗是重要發(fā)病機(jī)制，在T2DM 患者中，往往有不同程度胰島素抵抗。另外，腸道菌群的抗原成分多糖，能夠使機(jī)體出現(xiàn)免疫反應(yīng)，其機(jī)制是通過(guò)M細(xì)胞誘導(dǎo)局部和全身性免疫反應(yīng)發(fā)生[30,31]。Shen 等[32]研究證實(shí)在糖尿病患者中，腸道的雙歧桿菌水平和胰島素水平具有正相關(guān)性，能夠降低炎性因子水平，從而減輕機(jī)體胰島素抵抗。

綜上所述，在老年T2DM 患者中，腸道菌群、炎性因子和胰島素抵抗指數(shù)都發(fā)生明顯變化，且腸道菌群與炎性因子及糖尿病的胰島素抵抗指數(shù)具有相關(guān)性，從而推測(cè)出腸道菌群紊亂，可能導(dǎo)致炎性因子釋放的增多，從而使機(jī)體出現(xiàn)胰島素抵抗，進(jìn)而出現(xiàn)糖尿病，其具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。