来自布莱根、布罗德和哈佛大学陈氏学院的研究人员发现，某些细菌种类和菌株与肠道微生物组功能的改变以及个体患II型糖尿病的风险有关。
一项针对不同人群的综合研究将肠道微生物组内的特定细菌菌株和噬菌体与II型糖尿病风险联系起来，提出了潜在的干预途径。通过研究大量不同的队列，研究人员发现了与糖尿病相关的新型微生物物种，并强调了个性化微生物组特征在疾病预防和管理中的重要性。
来自布莱根、布罗德和哈佛大学陈氏学院的研究人员发现，某些细菌种类和菌株与肠道微生物组功能的改变以及个体患II型糖尿病的风险有关。
迄今为止针对 II型糖尿病(T2D)、糖尿病前期和血糖水平正常患者肠道微生物组的最广泛和多样化的研究发现，某些病毒和细菌遗传变异与肠道微生物组功能的变化和II型糖尿病风险相关。
该研究的结果代表了布莱根妇女医院（麻省总医院布莱根医疗保健系统的创始成员）、麻省理工学院和哈佛大学博德研究所以及哈佛大学 T.H. 的合作。陈公共卫生学院——发表在《自然医学》杂志上。
“不同地理位置、不同种族和民族的微生物组差异很大。如果你只研究一小部分同质人群，你可能会错过一些东西，”布罗德布莱根妇女医院网络医学查宁科的共同通讯作者 Daniel (Dong) 王博士（医学博士、科学博士）和哈佛 Chan 说道。学校。 “我们的研究是迄今为止同类研究中规模最大、最多样化的。”
“肠道微生物组与II型糖尿病等复杂、慢性、异质性疾病的关系非常微妙，”共同通讯作者、哈佛大学陈商学院和博德大学博士 Curtis Huttenhower 说。 “就像对大量人群的研究对于理解人类遗传变异至关重要一样，大量且多样化的人群对于详细的微生物组变异研究也是必要的，而且越来越可行。”
全球影响和研究细节
II型糖尿病影响着全球约 5.37 亿人。在II型糖尿病中，身体逐渐失去有效调节血糖的能力。过去十年的研究将肠道微生物组（栖息在我们肠道中的细菌、真菌和病毒的集合）的变化与II型糖尿病的发展联系起来。然而，先前对肠道微生物组及其在II型糖尿病中的作用的研究规模太小，研究设计也多种多样，无法得出重要的结论。
论文分析了新成立的微生物组和心脏代谢疾病联盟（MicroCardio）的数据。该调查包括新生成的数据和最初在其他几个实验中捕获的数据，涵盖来自种族和地理不同参与者的总共 8,117 个肠道微生物组宏基因组。参与研究的人患有 T2D(II型糖尿病)、糖尿病前期或血糖水平没有变化，他们来自美国、以色列、瑞典、芬兰、丹麦、德国、法国和中国。该论文的共同第一作者是布莱根妇女医院和布罗德大学网络医学部钱宁分部的梅振东博士，以及哈佛大学陈氏学院和布罗德大学的王风雷博士。
“通过这项大型研究，我们提出了两个问题。一个问题是，‘组成肠道微生物组的物种和菌株在II型糖尿病中发挥什么作用？’另一个问题是，‘这些微生物在做什么？’”王博士 说。 “当我们分析这些数据时，我们发现在我们的研究人群中存在一组相对一致的与II型糖尿病相关的微生物物种。其中许多物种以前从未被报道过。”
为了了解这些微生物在肠道中的作用，研究小组分析了物种的功能。微生物物种的不同菌株可以具有不同的功能，例如制造特定氨基酸的能力。研究小组发现，某些菌株具有可能与不同的II型糖尿病疾病风险相关的功能。
他们发现的一个主要功能差异是普氏菌菌株（一种肠道中的常见微生物，能够产生大量支链氨基酸 (BCAA)），在糖尿病患者的肠道微生物组中更常见。先前的研究表明，血液中支链氨基酸水平长期较高的人患肥胖症和II型糖尿病的风险较高。
研究人员还发现证据表明，噬菌体（感染细菌的病毒）可能会驱动他们在某些肠道细菌菌株中检测到的一些变化。
噬菌体及其令人惊讶的作用
“我们与噬菌体相关的发现非常令人惊讶，”王说。 “这可能意味着病毒感染细菌并改变其功能，从而增加或降低II型糖尿病风险，但需要做更多的工作来了解这种联系。”
在另一项分析中，研究小组研究了新诊断为II型糖尿病患者的一小部分样本，以评估不太可能受到药物使用或长期高血糖状态影响的微生物组。 王说，他们的结果与更大的发现相似。
“我们认为肠道微生物组的变化会导致II型糖尿病，”王博士 说。 “微生物组的变化可能会先发生，然后糖尿病才会发生，而不是相反——尽管未来需要前瞻性或介入性研究来证实这种关系。”
“如果这些微生物特征是因果关系，我们就可以找到一种方法来改变微生物组并降低II型糖尿病风险，”他补充道。 “微生物组易于干预——这意味着你可以改变你的微生物组，例如通过饮食改变、益生菌或粪便移植。”
该研究的一个主要限制是，在很大程度上，它只关注患者在某个时间点的微生物组。它没有考虑肠道微生物组或疾病状态随时间的变化。基于这项工作的未来研究包括长期研究这种联系并检查菌株特异性功能，以更好地了解它们如何导致II 型糖尿病（T2D）。
“人类微生物组的优点和挑战在于它高度个性化，”Huttenhower 说。 “事实上，我们每个人都有高度不同的微生物群落和微生物遗传学，这意味着需要进行大量群体研究才能找到一致的模式。但一旦我们做到了，个体微生物组就有可能被重塑，以帮助降低疾病风险。”
参考文献：
“在 8,117 个宏基因组的跨队列分析中发现的II型糖尿病菌株特异性肠道微生物特征”，作者：Zhendong Mei、Fenglei Wang、Amrisha Bhosle、Danyue Dong、Raaj Mehta、Andrew Ghazi、Yancong Zhang、Yuxi Liu、Ehud Rinott、马思远、Eric B. Rimm、Martha Daviglus、Walter C. Willett、Rob Knight、Frank B. Hu、齐斌、Andrew T. Chan、Robert D. Burk、Meir J. Stampfer、Iris Shai、Robert C. Kaplan、Curtis Huttenhower 和 Dong D. Wang，2024 年 6 月 25 日，《自然医学》。
DOI：10.1038/s41591-024-03067-7
披露：Huttenhower 是 Zoe Nutrition、Empress Therapeutics 和 Seres Therapeutics 的科学顾问委员会成员。其他作者声明没有竞争利益。
资金：国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所 (R00 DK119412) 和波士顿营养肥胖研究中心试点与可行性计划 (P30 DK046200; R24 DK110499)、国家护理研究所 (R01 NR01999)、国家老龄化研究所提供的资金（R01 AG077489；RF1 AG083764）和国家癌症研究所（R35 CA253185）。王风雷得到美国心脏协会博士后奖学金（拨款 897161）的支持。