基于高通量测序探析2型糖尿病腹泻患者不同证型肠道菌群的特征

王郁金; 窦淑文; 周源; 王青瑛; 谭从娥; 王相东; 邢文文; 闫颖; 苏衍进

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20230196

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基于高通量测序探析2型糖尿病腹泻患者不同证型肠道菌群的特征

临床 | 更新时间：2022-12-21

- 基于高通量测序探析2型糖尿病腹泻患者不同证型肠道菌群的特征
- Changes of Intestinal Microbiota in Type 2 Diabetic Diarrhea Patients with Different Syndromes Based on High-throughput Sequencing
- 中国实验方剂学杂志 2023年29卷第2期页码：125-132
- 作者机构：
  
  1.陕西中医药大学，陕西咸阳 712046
  2.西安市公共卫生中心，西安 710000
- 作者简介：
  
  王郁金，博士，副教授，硕士生导师，从事中医诊断学研究，E-mail：wangyujin411@126.com
  苏衍进，硕士，教授，硕士生导师，从事内分泌代谢病研究，E-mail：suyanjin2008@126.com
- 基金信息：
  
  陕西省科技厅项目(2022SF-226;2020SF-336);陕西省中医药管理局项目(JCPT005)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20230196
  中图分类号： R2-0;R33;R574.4;R587.1
- 收稿日期：2022-01-04，
  
  网络出版日期：2022-06-20，
  
  纸质出版日期：2023-01-20
- 稿件说明：
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王郁金,窦淑文,周源等.基于高通量测序探析2型糖尿病腹泻患者不同证型肠道菌群的特征[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(02):125-132.

WANG Yujin,DOU Shuwen,ZHOU Yuan,et al.Changes of Intestinal Microbiota in Type 2 Diabetic Diarrhea Patients with Different Syndromes Based on High-throughput Sequencing[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(02):125-132.
王郁金,窦淑文,周源等.基于高通量测序探析2型糖尿病腹泻患者不同证型肠道菌群的特征[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(02):125-132. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230196.

WANG Yujin,DOU Shuwen,ZHOU Yuan,et al.Changes of Intestinal Microbiota in Type 2 Diabetic Diarrhea Patients with Different Syndromes Based on High-throughput Sequencing[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(02):125-132. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230196.

摘要

目的

探讨湿热证、脾肾两虚证2型糖尿病腹泻（T2DD）患者肠道菌群的群落结构变化。

方法

选择2020年3月至2021年5月就诊于陕西中医药大学附属医院内分泌一科的2型糖尿病（T2DM）患者14例（T2DM组），湿热证T2DD患者12例（湿热证T2DD组）、脾肾两虚证T2DD患者13例（脾肾两虚证T2DD组），以及健康体检者12例（对照组）为研究对象，比较各组患者体质量指数（BMI）、空腹血糖（FPG）、餐后2 h血糖（2 h PBG）、糖化血红蛋白（HbA1c）水平，收集粪便样本，粪便样本提取DNA建库，采用高通量16S rDNA测序技术，对4组患者肠道菌群群落组成及差异菌进行比较。

结果

与健康组比较，其余各组患者FPG，2 h PBG，HbA1c水平均明显增高（

0.05）；Alpha多样性显示各组肠道菌群物种丰富度、均匀度和多样性差异无统计学意义；Beta多样性表明各组样本内部肠道菌群趋于一致，组间差异无统计学意义；在门水平下相对丰度前5的菌门分别为拟杆菌门（Bacteroidetes）、变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteria）和梭杆菌门（Fusobacteria），其中拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门为主要优势菌门。与对照组比较，3组T2DM患者的拟杆菌门的相对丰度均出现升高的趋势，厚壁菌门有下降的趋势；脾肾两虚T2DD组放线菌门的相对丰度显著高于其余各组；湿热证T2DD组厚壁菌门、梭杆菌门相对丰度显著低于其余各组；在属水平下相对丰度前10的菌属为

Phocaeicola

、拟杆菌属（

Bacteroides

）、

Pseudescherichia

、普氏菌属（

Prevotella

）、双歧杆菌属（

Bifidobacterium

）、粪杆菌属（

Faecalibacterium

）、梭杆菌属（

Fusobacterium

）、罗氏菌属（

Roseburia

）、柠檬酸杆菌属（

Citrobacter

）、鲸杆菌属（

Cetobacterium

）；LEfSe分析结果显示在属水平，糖尿病患者的普氏菌属（

Prevotella

）、

Mediterraneibacter

、副拟杆菌属（

Parabacteroides

）、

Fusicatenibacter

相对丰度显著高于对照组；拟杆菌属（

Bacteroides）

、萨特氏菌属（

Sutterella）

可能是湿热证T2DD的特征肠道菌；

Faecalibacterium

、

Limosilactobacillus

、优杆菌属（

Eubacterium

）、

Gemmiger

、

Enterocloster

、别样杆菌属（

Alistipes

）、

Parasutterella

、

Oscillibacter

可能是脾肾两虚证T2DD的特征肠道菌。

结论

Bacteroides

可能是湿热证T2DD的特征肠道菌，

Parasutterella

可能是脾肾两虚证T2DD的特征肠道菌，可为T2DD湿热证和脾肾两虚证患者的中医现代化机制研究、诊断及治疗提供参考。

Abstract

Objective

To investigate the changes of intestinal microbiota in type 2 diabetic diarrhea （T2DD） patients with dampness-heat syndrome and spleen-kidney deficiency syndrome.

Method

T2DD patients who were admitted to the Department of Endocrinology Ⅰ of the Affiliated Hospital of Shaanxi University of Chinese Medicine from March 2020 to May 2021 were selected， including 14 patients with type 2 diabetes mellitus （T2DM）， 12 T2DD patients with dampness-heat syndrome， and 13 T2DD patients with spleen-kidney deficiency syndrome. Twelve healthy subjects receiving medical examination were selected as control group. Their body mass index （BMI）， fasting plasma glucose （FPG）， 2 h postprandial blood glucose （2 h PBG） and glycosylated hemoglobin （HbA1c） were compared. Fecal samples were collected for DNA extraction to build a database. High-throughput 16S rDNA sequencing was used to compare the composition of intestinal microbiota and the differential bacteria among the four groups.

Result

Compared with the conditions in control group， the levels of FPG， 2 h PBG and HbA1c in the other groups were increased （

0.05）. Alpha diversity showed no significant difference in species richness， evenness and diversity of intestinal microbiota among the groups. Beta diversity indicated that intestinal microbiota tended to be consistent in each group， and there was no marked difference between groups. The top 5 phylum by relative abundance were Bacteroidetes，Proteobacteria， Firmicutes， Actinobacteria， and Fusobacteria， among which，Bacteroidetes， Proteobacteria and Firmicutes were dominant. Compared with the control group， the three diabetic groups had elevated relative abundance of Bacteroidetes while decreased relative abundance of Firmicutes. The relative abundance of Actinomycetes in spleen-kidney deficiency T2DD group was significantly higher than that in the other groups， and the relative abundance of Firmicutes and Fusobacteria in the dampness-heat T2DD group was significantly lower than that in the other groups. At the genus level， the top 10 bacteria by relative abundance were

Phocaeicola

，

Bacteroides

，

Pseudescherichia

，

Prevotella

，

Bifidobacterium

，

Faecalibacterium

，

Fusobacterium

，

Roseburia

，

Citrobacter

， and

Cetobacterium

. LEfSe analysis revealed that the relative abundance of

Prevotella

，

Mediterraneibacter

，

Parabacteroides

， and

Fusicatenibacter

in diabetic patients was remarkably higher than that in healthy patients.

Bacteroides

and

Sutterella

might be the characteristic microbiota of T2DD patients with dampness-heat syndrome， while

Faecalibacterium

，

Limosilactobacillus

，

Eubacterium

，

Gemmiger

，

Enterocloster

，

Alistipes

，

Parasutterella

and

Oscillibacter

might be the characteristic microbiota of T2DD patients with spleen-kidney deficiency syndrome.

Conclusion

Bacteroides

and

Parasutterella

might be the characteristic microbiota of T2DD patients with dampness-heat syndrome and spleen-kidney deficiency syndrome， respectively. This paper provided reference for studying the mechanism， diagnosis and treatment of modern traditional Chinese medicine for T2DD of dampness-heat type and spleen-kidney deficiency type.

关键词

Keywords

references

ZHENG Y ， LEY S H ， HU F B . Global aetiology and epidemiology of type 2 diabetes mellitus and its complications ［J］. Nat Rev Endocrinol ， 2018 ， 14 （ 2 ）： 88 - 98 .

SUN H ， SAEEDI P ， KARURANGA S ， et al . IDF diabetes atlas：Global，regional and country-level diabetes prevalence estimates for 2021 and projections for 2045 ［J］. Diabetes Res Clin Pract ， 2022 ， 183 ： 109119 .

SELBY A ， REICHENBACH Z W ， PIECH G ， et al . Pathophysiology，differential diagnosis，and treatment of diabetic diarrhea ［J］. Dig Dis Sci ， 2019 ， 64 （ 12 ）： 3385 - 3393 .

KURNIAWAN A H ， SUWANDI B H ， KHOLILI U . Diabetic gastroenteropathy：A complication of diabetes mellitus ［J］. Acta Med Indones ， 2019 ， 51 （ 3 ）： 263 - 271 .

MELDGAARD T ， OLESEN S S ， FARMER A D ， et al . Diabetic enteropathy：From molecule to mechanism-based treatment ［J］. J Diabetes Res ， 2018 ， 2018 ： 3827301 .

YARANDI S S ， SRINIVASAN S . Diabetic gastrointestinal motility disorders and the role of enteric nervous system：Current status and future directions ［J］. Neurogastroenterol Motil ， 2014 ， 26 （ 5 ）： 611 - 624 .

AW W ， FUKUDA S . Understanding the role of the gut ecosystem in diabetes mellitus ［J］. J Diabetes Investig ， 2018 ， 9 （ 1 ）： 5 - 12 .

CANFORA E E ， MEEX R ， VENEMA K ， et al . Gut microbial metabolites in obesity，NAFLD and T2DM ［J］. Nat Rev Endocrinol ， 2019 ， 15 （ 5 ）： 261 - 273 .

BLANDINO G ， INTURRI R ， LAZZARA F ， et al . Impact of gut microbiota on diabetes mellitus ［J］. Diabetes Metab ， 2016 ， 42 （ 5 ）： 303 - 315 .

张家栋，彭丽萍，朱迪 . 中医药治疗糖尿病性腹泻的研究现状［J］. 湖南中医杂志， 2017 ， 33 （ 1 ）： 169 - 171 .

崔丽，杜丽坤 . 中医治疗糖尿病性腹泻研究进展［J］. 亚太传统医药， 2019 ， 15 （ 2 ）： 184 - 186 .

中华医学会糖尿病学分会 . 中国2型糖尿病防治指南（2020年版）［J］. 中华糖尿病杂志， 2021 ， 13 （ 4 ）： 315 - 409 .

郑筱萸 . 中药新药临床研究指导原则（试行）［M］. 北京：中国医药科技出版社， 2002 ： 139 - 141 .

中华中医药学会糖尿病分会 . 糖尿病足中医诊疗标准［J］. 世界中西医结合杂志， 2011 ， 6 （ 7 ）： 618 - 625 .

李次艳，李迈，杨丽霞，等 . 仝小林院士治疗糖尿病并发症的学术思想［J］. 中医研究， 2021 ， 34 （ 9 ）： 67 - 70 .

仝小林，刘文科，王佳，等 . 糖尿病郁热虚损不同阶段辨治要点及实践应用［J］. 吉林中医药， 2012 ， 32 （ 5 ）： 442 - 444 .

LINGVAY I ， SUMITHRAN P ， COHEN R V ， et al . Obesity management as a primary treatment goal for type 2 diabetes：Time to reframe the conversation ［J］. Lancet ， 2022 ， 399 （ 10322 ）： 394 - 405 .

RUUSKANEN M O ， ERAWIJANTARI P P ， HAVULINNA A S ， et al . Gut microbiome composition is predictive of incident type 2 diabetes in a population cohort of 5，572 Finnish adults ［J］. Diabetes Care ， 2022 ， 45 （ 4 ）： 811 - 818 .

TONG X ， XU J ， LIAN F ， et al . Structural alteration of gut microbiota during the amelioration of human type 2 diabetes with hyperlipidemia by metformin and a traditional Chinese herbal formula：A multicenter，randomized，open label clinical trial ［J］. mBio ， 2018 ， 9 （ 3 ）： e02392-17 .

TURNBAUGH P J ， LEY R E ， MAHOWALD M A ， et al . An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest ［J］. Nature ， 2006 ， 444 （ 7122 ）： 1027 - 1031 .

SURIANO F ， VIEIRA-SILVA S ， FALONY G ， et al . Novel insights into the genetically obese （ob/ob） and diabetic （db/db） mice：Two sides of the same coin ［J］. Microbiome ， 2021 ， 9 （ 1 ）： 147 .

LIN Z ， YE W ， ZU X ， et al . Integrative metabolic and microbial profiling on patients with Spleen-Yang-deficiency syndrome ［J］. Sci Rep ， 2018 ， 8 （ 1 ）： 6619 .

CHEN H ， LI Q ， LI M ， et al . Microbial characteristics across different tongue coating types in a healthy population ［J］. J Oral Microbiol ， 2021 ， 13 （ 1 ）： 1946316 .

GAIKE A H ， PAUL D ， BHUTE S ， et al . The gut microbial diversity of newly diagnosed diabetics but not of prediabetics is significantly different from that of healthy nondiabetics ［J］. mSystems ， 2020 ， 5 （ 2 ）： e00578-19 .

GÜLDEN E ， CHAO C ， TAI N ， et al . TRIF deficiency protects non-obese diabetic mice from type 1 diabetes by modulating the gut microbiota and dendritic cells ［J］. J Autoimmun ， 2018 ， 93 ： 57 - 65 .

VIEIRA-SILVA S ， FALONY G ， BELDA E ， et al . Statin therapy is associated with lower prevalence of gut microbiota dysbiosis ［J］. Nature ， 2020 ， 581 （ 7808 ）： 310 - 315 .

GAO X ， CHANG S ， LIU S ， et al . Correlations between α -linolenic acid-improved multitissue homeostasis and gut microbiota in mice fed a high-fat diet ［J］. mSystems ， 2020 ， 5 （ 6 ）： e00391-20 .

ANHÊ F F ， JENSEN B ， VARIN T V ， et al . Type 2 diabetes influences bacterial tissue compartmentalisation in human obesity ［J］. Nat Metab ， 2020 ， 2 （ 3 ）： 233 - 242 .

冉颖卓，邵鑫，胡钢，等 . 基于高通量测序技术的2型糖尿病湿热困脾证、气阴两虚证患者肠道菌群特征及功能差异［J］. 中国实验方剂学杂志， 2022 ， 28 （ 2 ）： 139 - 146 .

GAO Z ， LI Q ， WU X ， et al . New insights into the mechanisms of chinese herbal products on diabetes：A focus on the "bacteria-mucosal immunity-inflammation-diabetes" axis ［J］. J Immunol Res ， 2017 ， 2017 ： 1813086 .

ZHENG X ， CHEN T ， JIANG R ， et al . Hyocholic acid species improve glucose homeostasis through a distinct TGR5 and FXR signaling mechanism ［J］. Cell Metab ， 2021 ， 33 （ 4 ）： 791 - 803 .

BELL K J ， SAAD S ， TILLETT B J ， et al . Metabolite-based dietary supplementation in human type 1 diabetes is associated with microbiota and immune modulation ［J］. Microbiome ， 2022 ， 10 （ 1 ）： 9 .

YONESHIRO T ， WANG Q ， TAJIMA K ， et al . BCAA catabolism in brown fat controls energy homeostasis through SLC25A44 ［J］. Nature ， 2019 ， 572 （ 7771 ）： 614 - 619 .

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