​近日，凯时尊龙人生就是博与南阳市第二人民医院、开封市中心医院共同合作，采用16S rRNA高通量测序与生物信息学相结合的方法，分析利拉鲁肽治疗前后2型糖尿病患者肠道菌群的多样性和组成，同时检测利拉鲁肽治疗前后血糖、胰岛素、糖化血红蛋白和脂代谢等变化。探究利拉鲁肽如何影响2型糖尿病患者肠道菌群，为有效治疗2型糖尿病提供科学依据。

该研究成果《Liraglutide-induced structural modulation of the gut microbiota in patients with type 2 diabetes mellitus》于2021年4月在线发表于《PeerJ》 杂志。

2型糖尿病(T2DM)是一种血糖调节失衡和血脂谱改变为主的慢性代谢性疾病，常由于胰岛素分泌不足和（或）胰岛素抵抗所致。世界卫生组织(WHO)提出，预计到2030年，T2DM可能成为全球十大潜在死亡病因之一。与T2DM相关的发病率和死亡率增加往往与血管并发症有关，如心血管疾病、肾病和视网膜病变。

胰高血糖素样肽1(GLP-1)是由肠道L细胞在食物摄入后分泌的一种促肠激素，利拉鲁肽作为GLP-1类似物，在治疗T2DM方面取得了显著进展。越来越多的证据表明肠道微生物对T2DM起到重要作用，但利拉鲁肽对T2DM患者肠道菌群的影响目前尚不完全清楚。

因此，本研究通过利拉鲁肽对T2DM患者肠道菌群结构和功能的影响，为T2DM患者治疗方案的选择提供参考依据。

研究方法

本研究由南阳市第二人民医院、开封市中心医院和凯时尊龙人生就是博合作共招募了40例T2DM患者，所有参与者均接受二甲双胍单一治疗(稳定剂量口服2个月)，后改为利拉鲁肽治疗（1.2mg皮下注射，1次/天，疗程4个月）。以糖化血红蛋白(HbA1c)作为监测血糖控制指标的金标准。

收集了利拉鲁肽治疗前后共80份T2DM患者的粪便样本。采用16S rRNA高通量测序技术测定并分析T2DM患者肠道菌群变化特征。从患者粪便样品中提取细菌DNA，细菌16S rRNA基因V4区引物进行PCR扩增和测序。

以序列相似度97%为标准进行聚类分析，过滤操作分类单元（OTUs），使用PiCRUSt 软件进行KEGG和COG分类。用LEfSe分析两组间不同菌群的丰度差异。α多样性分析菌群的多样性和丰富度以及β多样性分析菌群之间的相似性。

研究结果

1.基础HbA1c是利拉鲁肽治疗反应的关键预测因子

基础HbA1c解释了52.7%的利拉鲁肽治疗反应变化 (R2 = 0.527, β = −0.726, P < 0.0001，见图1)。利拉鲁肽治疗后T2DM患者BMI、HbA1c、HOMA-IR、血糖、血脂均显著降低。

由于许多临床特征可能与基础HbA1c相关，使用多元线性回归分析基础HbA1c与11个临床特征（包括年龄、性别、BMI、糖尿病家族史等）之间的关系，以及11个临床特征与校正基础HbA1c前后利拉鲁肽治疗效果之间的关系。

结果发现，在未校正基础HbA1c情况下，临床特征与基础HbA1c和利拉鲁肽治疗反应均无相关性；而校正基础HbA1c后，只有血尿素氮与利拉鲁肽治疗反应相关。

图1：基础HbA1c 与利拉鲁肽治疗反应相关

2.利拉鲁肽影响T2DM患者肠道菌群的α和β多样性

利拉鲁肽治疗前后T2DM患者肠道菌群丰度（ACE指数和Chao1指数）发生显著变化，而菌群多样性（Shannon指数和Simpson指数）无差异，并且两组β多样性也呈显著变化（见图2）。

图2：利拉鲁肽治疗影响肠道菌群α多样性（A,B）和β多样性(C,D)

3.利拉鲁肽改变肠道菌群的组成

经过生信分析，从80份粪便样本中获得8822,088个高质量序列和7488个OTUs (97%的相似度)，reads/OTUs分成34个不同的类群。利拉鲁肽治疗前后的优势菌群前3位分别是：Firmicutes（厚壁菌门）、Bacteroidetes（拟杆菌门） 和Proteobacteria（变形菌门）。

经过利拉鲁肽治疗4个月后，微生物属间的正相关性增加，尤其是Firmicutes（厚壁菌门）和Bacteroidetes（拟杆菌门）呈显著正相关，而Ruminococcus（瘤胃球菌属）和Actinomyces（放线菌属）呈负相关（见图3）。

图3：利拉鲁肽治疗促进肠道菌群的改变

4.肠道菌群的分类及与临床特征的相关性研究

运用线性判别（LDA）分析（LDA value > 3.0），研究发现利拉鲁肽治疗前后共36个菌种有显著差异。其中有12个显著差异属，将12个差异属与11个临床特征做相关性分析，发现Megamonas（巨单胞菌属）与年龄、糖尿病病程和糖尿病视网膜病变显著相关；Clostridum（梭菌属）与糖尿病家族史显著相关；Oscillospira（颤螺菌属）与糖尿病视网膜病变和糖尿病周围神经病变显著相关（见图4）。

图4：11个临床特征和12个菌属之间的相关性分析

5.利拉鲁肽治疗对代谢途径的影响

运用KEGG和COG通路分析利拉鲁肽治疗前后T2DM患者肠道菌群代谢通路差异，发现治疗前后两组中有7条显著差异的KEGG代谢通路和17条显著差异的COG代谢通路。其中在利拉鲁肽治疗前有4条KEGG通路丰度增加，治疗后有3条KEGG通路丰度增加(G蛋白偶联受体、糖酵解/糖异生和硒化合物代谢)和6条COG通路丰度增加（见图5）。

图5：利拉普肽治疗前（L0）和利拉鲁肽治疗后（L4），个体中预测的KEGG 和COG路径差异

结论

T2DM是影响人类健康的最严重慢性病之一，而肠道菌群结构及功能的研究有可能成为T2DM防治的重要突破口。本项目通过探究利拉鲁肽对T2DM患者的肠道菌群的影响，发现基础HbA1c、血尿素氮和肠道菌群与利拉鲁肽治疗T2DM有关。本研究为临床运用利拉鲁肽有效治疗T2DM患者提供了科学依据。

近年来，凯时尊龙人生就是博一直致力于肠道微生态创新诊疗生态的布局。凯时尊龙人生就是博联合35家医疗机构发起成立了中国微生态治疗创新联盟，承接了上海市战略性新兴产业重大项目——“国内首个肠道微生态诊疗技术公共服务平台建设”，并联合多单位制定我国首个关于菌群移植临床应用的专家共识、菌群移植供体及样本质量控制标准等，为推进肠道微生态创新诊疗技术在临床上的广泛应用打下了坚实基础。

目前，凯时尊龙人生就是博肠道微生态创新诊疗体系包含肠道微生态平衡精准检测和微生态创新治疗两个维度，肠道微生态平衡检测通过评估受检者肠道中菌群多样性及各类菌群种类的相对丰度，多维全面分析肠道健康状态、提示各类疾病风险及后续健康管理方案。肠道微生态创新治疗的核心技术是菌群移植（Fecal Microbiota Transplantation, FMT），联合利用菌群移植、益生菌、益生元及营养支持治疗等技术和药物，来改善患者肠道功能及微生态环境，从而实现对肠道内外疾病有效治疗的新型疗法。

咨询电话：021-50277725

参考文献：

Liraglutide-induced structural modulation of the gut microbiota in patients with type 2 diabetes mellitus. PeerJ. 2021 Apr 1;9:e11128. Doi: 10.7717/peerj.11128.