菊粉类果聚糖对肠道菌群影响的随机对照临床研究

发布时间：2020-03-29 13:33

【摘要】：背景:肠道菌群紊乱与众多代谢性疾病的发生、发展有关,越来越多的研究表明调节肠道菌群可以有效地预防、治疗代谢性疾病。益生元干预是调节肠道菌群的一种方法。益生元其是一类不消化的膳食纤维,能特异性的刺激双歧杆菌与乳酸杆菌的生长,产生短链脂肪酸等有益物质,从而促进人体健康。有研究表明益生元不仅对双歧杆菌与乳酸杆菌起到增殖效应,可能还会对整个肠道微生态造成影响。过去关于益生元对肠道菌群研究大多基于非测序技术,缺乏基于高通量测序方法的对人体肠道微生态影响的研究。目的:1.通过大样本随机对照临床试验研究菊粉与低聚果糖对中国健康成年人肠道菌群、血糖、血脂、尿酸、同型半胱氨酸以及C反应蛋白的等指标的影响;2.比较两种不同来源不同聚合度的菊粉类果聚糖对肠道菌群与代谢指标的差异;3.基于肠道微生物数据,通过随机森林的方法建立模型预测服用益生元后各项指标的变化,为精准膳食的实现提供策略。方法:招募受试者进行益生元干预,根据性别与腰围分层随机分为低聚果糖组、菊粉组与安慰剂对照组,干预方式为15g每天,持续4周。采集第0、4周的血液标本,收集第0、2、4周的粪便标本,通过16srRNA基因测序,运用QIIME、PICRUSt、LEfSe分析以及机器学习方法分析菊粉类果糖对健康人血糖、血脂、尿酸、同型半胱氨酸与C反应蛋白的影响,并基于基线微生物组数据构建模型预测服用菊粉类果聚糖后各项指标的改变。结果:与对照组相比,低聚果糖以及菊粉干预4周显著升高双歧杆菌,并显著降低肠道菌群的α-多样性、改变β-多样性。并改变肠道菌群的功能。同时,与对照组相比,摄入低聚果糖与菊粉显著降低罗斯氏菌(Roseburia),考拉杆菌(Phascolarctobacterium),瘤胃球菌(Ruminococcus),霍尔德曼氏菌属(Holdemania)以及毛螺旋菌科(Lachnospiraceae)。低聚果糖与菊粉干预4周对身体测量指标、血脂指标、血糖指标以及胰岛素敏感性指标、尿酸、同型半胱氨酸以及C反应蛋白无显著性改变。通过基线的肠道菌群数据建立随机森林模型区分糖耐量、尿酸以及同型半胱氨酸变化,ROC曲线下面积分别为0.71、0.71与0.745。在训练模型中,通过贡献菌建立连续性指数(index)与糖耐量成正相关(r=0.41,p0.01),在验证模型中,index与糖耐量成正相关(r=0.39,p0.05)。通过贡献因素建立连续性index可预测服用低聚果糖和菊粉后糖耐量的改变量。结论:低聚果糖或菊粉干预4周可以显著降低健康受试者肠道菌群α多样性并改变β多样性,多样性的改变在益生元干预2周后即呈现,在4周时维持改变的状态。菊粉类果聚糖未对血脂、血糖、尿酸、同型半胱氨酸与C反应蛋白等指标产生显著改变。用干预前的菌群数据可区分OGTT、UA与HCY的变化情况,并可预测个体化OGTT改变,此方法可能为将来实现精准膳食提供策略。
【图文】：

菊粉,果聚糖,指标,血糖

逡逑４２人，志愿者随机化分组以及随访见图１－１，身体测量指标见表１－６。各组基线逡逑资料一致。菊粉类果聚糖干预４周后未对腰围、臀围、体重、血压产生显著影逡逑响。整个研宄期间，未见明显的副作用以及胃肠道不适反应。逡逑表１－６志愿者特征与身体测量指标情况逡逑Ｔａｂｌｅ邋１－６邋Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｔｕｄｙ邋ｐａｒｔｉｃｉｐａｎｔｓ邋ａｎｄ邋ａｎｔｈｒｏｐｏｍｅｔｒｉｃ邋ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ逡逑￣逦ＷＯ逦Ｗ４逡逑３Ｔ３．Ｃｔｄ＊ｉ邋ｓｔｉ邋Ｃ邋Ｓ逦ｐ逦ｐ逡逑Ｃｏｎｔｒｏｌ（４７）￣ＦＯＳ（４６）逦Ｉｎｕｌｔａ（４２）逦＾ｏｎｔｒｏＴ（４７）＂＂ＦＯＳ（４６）￣ｆｏｕｌｉｎ（４２）逡逑Ｇｅｎｄｅｒ逦２２Ｍ２５Ｆ逦１９Ｍ２７Ｆ逦１８Ｍ２４Ｆ逦－逦２２Ｍ２５Ｆ逦１９Ｍ２７Ｆ逦１８Ｍ２４Ｆ逦－逡逑Ａｇｅ，ｙ逦３４．４±８．８逦３４．９±８．９逦３４．４±８．７逦０．９８逦３４．４土８．８逦３４．９士８．９逦３４．４士邋８．７逦？逡逑Ｗｅｉｇｈｔ，邋ｋｇ逦６２．０±１０．６逦６１．４±１０．７逦６３．０±１５．８逦０．７４逦６２．０±１０．６逦６０．７士１１４逦６３．３士邋１６．６逦０．５３逡逑ＢＭＩ，邋ｋｇ／ｍ２逦２３．１士３．５逦２２．９±３．０逦２３．６士５．３逦０．５４逦２３．１士３．５逦２２．６±３．２逦２３．７±５．５逦０．３３逡逑Ｗａｉｓｔ，邋ｃｍ逦７８．３士１０．４逦７８．５士９．９逦７９．０±１３．５逦０．９３逦７７．９±９．８逦７６．２±８．９逦７９．４±１３．５逦０．２５逡逑Ｈｉｐｌｉｎｅ

菊粉,血脂指标,果聚糖,拟杆菌

３．４．１菊粉类果聚糖对肠道菌群结构的影响逡逑筛选样品相对丰度排名前７个细菌门以及排名前２０的菌属，，通过门水平与逡逑属水平的堆积图发现（图１－４）：在门水平上，对照组、低聚果糖组在干预前逡逑（ｃｏｎｔｒｏｌＡ与ＦＯＳＡ）的肠道菌群主要以■（拟杆菌门）、Ｆ／ｒｍ／ｃ瞻ｓ逡逑（厚壁菌门）和（变形菌门）、（疯微菌门）为逡逑主要优势菌，干预前菊粉组（ｉｎｕｌｉｎＡ）以办／ｅｓ邋（拟杆菌门）、逡逑（厚壁菌门）、（变形菌）与（梭菌门）为主要优势逡逑菌。在试验干预第２周，低聚果糖组与菊粉组（ＦＯＳＢ与ｉｍｉｌｉｎＢ）肠道菌群主逡逑要以５似ｍ？油ｔｏ１邋（拟杆菌门）、Ｆ／ｒｗｆａ／ｔｏ１邋（厚壁菌门）和尸（变逡逑形菌门）以及纪ｒ／ａ邋（放线菌门）为主要优势菌；对照组（ｃｏｎｔｒｏｌＢ）仍逡逑以（拟杆菌门）、Ｆ／ｒｍｆｅｗ如（厚壁菌门）、（变形逡逑菌门）与Ｆｅｍｉｃｏｍ／ｃｒｏｂ／ａ邋（抚微菌门）为主要优势菌。在试验的第４周，低聚逡逑２４逡逑
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R151

【参考文献】