沙格列汀治疗2型糖尿病的临床分析及对肠道菌群的影响

发布时间：2020-07-07 12:51

【摘要】：目的初步探讨服用沙格列汀后是否有可能纠正肠道菌群失调,改变2型糖尿病患者的代谢紊乱和慢性炎症状态,为其降低血糖外的功能提供依据,并对糖化血红蛋白达标(HbA1c7.0%)的沙格列汀治疗后组、二甲双胍组以及单纯饮食运动组的血清炎症因子及肠道菌群进行比较。方法选取2017年1月1日至2018年12月1日就诊于内蒙古医科大学附属医院内分泌科的HbA1c介于7.0%~8.5%的男性2型糖尿病患者20例作为试验组,同期选入年龄、BMI相匹配的HbA1c7.0%服用二甲双胍治疗的男性2型糖尿病患者20例及未用药单纯饮食运动控制血糖的男性2型糖尿病患者20例。试验组给予口服沙格列汀治疗(5mg/片,1片/天)治疗3个月,HbA1c7.0%者为达标。二甲双胍组为近3月内规律服用二甲双胍;单纯饮食运动组为近3月内未服用任何降糖药只通过饮食运动控制血糖。收集沙格列汀治疗前、后组及二甲双胍组、单纯饮食运动组的血标本及粪便标本。血标本测定的临床指标包括空腹血糖(FBG)、糖化血红蛋白(HbA1c)、肝功、肾功、甘油三酯(TG)、胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)、空腹胰岛素功能(FINS)、空腹C肽(FCP)、视黄醇结合蛋白4(RBP4)、同型半胱氨酸(HCY)、游离脂肪酸(NEFA)等。血清中与炎症相关的因子肿瘤坏死因子(TNF-α)、C反应蛋白(CRP)、白介素6(IL-6)、内毒素(LPS)、脂联素(ADP)通过ELISA方法测得。肠道菌群由高通量测序Illumina PE300平台对粪便样本进行16S rRNA基因的V4~V5区高通量测序获得。结果(1)经沙格列汀治疗3个月后患者FBG、HbA1c、TG、TC、LDL-C、NON-HDL-C、CRP、LPS、TNF-α、IL-6、HOMA-IR均较治疗前下降,HOMA-β、ADP水平均较前升高,差异有统计学意义(P0.05)。沙格列汀治疗后组与二甲双胍组、单纯饮食运动组一般资料比较显示,三组的年龄、性别、病程、体重、BMI、腰围、臀围、腰臀比之间差异无统计学意义(P0.05)。沙格列汀治疗后组、二甲双胍组、单纯饮食运动组的临床指标及血清炎症因子比较显示,沙格列汀治疗后组、二甲双胍组的TG、CRP、LPS、TNF-α、IL-6均较单纯饮食运动组降低,ADP水平较单纯饮食运动组升高,差异有统计学意义(P0.05)。(2)沙格列汀治疗前、后,二甲双胍组,单纯饮食运动组共80个粪便样本,共获得有效序列9890734条。四组的粪便样品经过操作分类单元(OTU)聚类分析,共获得2092个OTU。肠道菌群的多样性分析以及肠道菌群在菌门、菌属水平的分析均基于OTU的建立而获得。(3)样本α多样性分析结果表明,沙格列汀治疗后代表菌群丰度的Chao1指数高于沙格列汀治疗前,提示经沙格列汀治疗后患者粪便样本的菌群丰度增加;代表菌群多样性的Shannon指数高于沙格列汀治疗前,Simpson指数低于沙格列汀治疗前,提示经沙格列汀治疗后患者肠道微生物的多样性增加。沙格列汀治疗后的Chao1指数、Shannon指数、Simpson指数与二甲双胍组相比差异无统计学意义(P0.05),说明两组患者的肠道菌群丰度及多样性相近。但两组的Chao1指数高于单纯饮食运动组,Simpson值低于单纯饮食运动组,提示单纯饮食运动组的菌群丰度和多样性劣于沙格列汀治疗后组及二甲双胍组,差异有统计学意义(P0.05)。(4)肠道菌群在菌门水平的检测结果显示,80份样本均以拟杆菌门、厚壁菌门为优势菌门,其余检测出的主要菌门还包括变形菌门、放线菌门、梭杆菌门、疣微菌门、软壁菌门。与沙格列汀治疗前比较,沙格列汀治疗后厚壁菌门的数量相对增加,拟杆菌门的数量相对减少(P0.05)。此外,沙格列汀治疗后变形菌门、梭杆菌门较前有所下降,而疣微菌门显著上升,差异有统计学意义(P0.05)。沙格列汀治疗后组、二甲双胍组、单纯饮食运动组三组粪便样本在菌门水平比较,单纯饮食运动组的梭杆菌门、拟杆菌门高于较其余两组,而厚壁菌门、疣微菌门、软壁菌门均低于其余两组。在菌属水平对肠道菌群样本进行丰度分析显示,与沙格列汀治疗前比较,沙格列汀治疗后Faeccalibacterium、瘤胃球菌属、巨单胞菌属、罗氏菌属、Blautia、双歧杆菌属、乳酸杆菌属、Akkermansia、Eubacterium coprostanoligenes增加,拟杆菌属、埃希菌-志贺菌属、普雷沃氏菌、克雷伯菌属等有所减少,差异有统计学意义(P0.05)。值得一提的是,沙格列汀治疗后患者肠道中发现了Akkermansia菌属,而在沙格列汀治疗前并没有该菌属的出现。单纯饮食运动组较沙格列汀治疗后组、二甲双胍组的埃希菌-志贺菌属升高,Blautia、乳酸杆菌属、罗氏菌属较两组降低,瘤胃球菌属较沙格列汀治疗后组降低,差异有统计学意义(P0.05)。结论(1)沙格列汀能够降低2型糖尿病患者FBG、HbA1c、TG、TC、LDL-C、NON-HDL-C、HOMA-IR等指标,升高HOMA-β水平,改善其了糖脂代谢及胰岛功能;(2)单纯饮食运动组血清炎症因子TNF-α、IL-6、CRP、LPS高于沙格列汀治疗后组及二甲双胍组,ADP抗炎因子低于沙格列汀治疗后组及二甲双胍组,而三组均HbA1c7%,说明沙格列汀和二甲双胍改善2型糖尿病患者体内炎症状态的机制可能独立于降糖之外;(3)沙格列汀能降低2型糖尿病患者TNF-α、IL-6、CRP、LPS炎症因子,增加ADP抗炎因子水平从而改善其机体的慢性炎症状态;(4)二甲双胍组血清炎症因子TNF-α、IL-6、CRP、LPS、ADP与沙格列汀治疗后组无显著差异,说明二甲双胍同样具备改善2型糖尿病患者炎症状态的作用;(5)单纯饮食运动组患者的肠道菌群中有益菌如乳酸杆菌属等稍低于沙格列汀治疗后组及二甲双胍组,埃希菌-志贺菌属条件致病菌略高于沙格列汀治疗后组及二甲双胍组,说明沙格列汀及二甲双胍比单纯饮食运动控制对2型糖尿病患者肠道微生物结构的改善具有更大的作用;(6)沙格列汀治疗后主要通过增加厚壁菌门及其菌门下的Faecalibacterium、乳酸杆菌属(属于革兰氏阳性菌)等有益菌属的丰度,降低拟杆菌门及拟杆菌门下的条件致病菌拟杆菌属、普雷沃氏菌属以及变形菌门下的埃希菌-志贺菌属、克雷伯菌属(属于革兰氏阴性菌)等条件致病菌的丰度来改善2型糖尿病患者肠道菌群的结构;(7)二甲双胍治疗后大部分肠道菌群在菌门与菌属的构成均与沙格列汀治疗后组无显著差异,说明二甲双胍同样具备改善2型糖尿病患者肠道菌群紊乱的作用。
【学位授予单位】：内蒙古医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R587.1
【图文】：

曲线,α多样性,样本,双胍

注：1-20 为沙格列汀治疗前组的样本；21-40 为沙格列汀治疗后组的样本；41-60为二甲双胍组的样本；61-80 为单纯饮食运动组的样本图 1 2%琼脂糖凝胶电泳检测纯化后 PCR 产物图2.4.2 OTU 的建立沙格列汀治疗前后、二甲双胍组、单纯饮食运动组共 80 个样本，经质量过滤后，最终得到 9890734 条优化序列，总长度 64915.14 bp。所有粪便样品经过操作分类单元 OTU 聚类分析，共获得 2092 个 OTU。OTU 用于后续α多样性分析、稀释性曲线、香浓曲线、肠道菌群分类的建立。2.4.3 α多样性分析(1）α多样性指数：Chao1 指数越大，待测样品菌群越丰富;香农指数值越大，辛

曲线,香农,曲线,菌群

注：Q1-Q20 为沙格列汀治疗前组的样本；H1-H20 为沙格列汀治疗后组的样本；E1-E20 为二甲双胍组的样本；W1-W20 单纯饮食运动组的样本图 3 香农曲线2.4.4 微生物群落结构分析将 OTU 数据于细菌菌门水平和菌属水平下进行汇总。并计算在两个水平下的细菌丰度（即该菌群在总体菌群中的比例，以百分率表示)。(1)在菌门的水平进行分析从图4中可以看出，所有样品90%的肠道细菌都为厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidets）。检测到的其余主要菌门还包括变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、梭杆菌门（Fusobacteria）、疣微菌门(Verrucomicrobia)、

相对丰度,粪便,样本,菌群

的细菌丰度（即该菌群在总体菌群中的比例，以百分率表示)。(1)在菌门的水平进行分析从图4中可以看出，所有样品90%的肠道细菌都为厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidets）。检测到的其余主要菌门还包括变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、梭杆菌门（Fusobacteria）、疣微菌门(Verrucomicrobia)、

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