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背景成人隐匿性自身免疫性糖尿病(latent autoimmune diabetes in adult,LADA)是由T淋巴细胞介导,以胰岛β细胞遭受缓慢的自身免疫损害为特征的1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)的亚型,其临床特征、免疫特征及遗传特征均介于经典T1DM和2型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T2DM)之间,占所有成人发病糖尿病的2%-12%。目前国际上对LADA患者的诊断与管理尚存争议。由于LADA患者胰岛β细胞衰减速度及程度各异,LADA通常具有各异的临床表现,但早期的临床症状多与T2DM相似,仅仅通过临床表现很难对其作出诊断,因此早期极易被误诊为T2DM而延误治疗。相关研究显示,我国初诊为T2DM的成人患者中约有5.9%实为LADA患者。LADA的发病机制十分复杂,目前认为主要与遗传、免疫、环境等多种因素有关,但确切机制并不清楚,仍有待研究。近年来,研究发现T1DM和T2DM的发生发展均与肠道菌群失调有关。芬兰一项研究运用高通量测序技术测定研究对象肠道菌群的结构分布,结果显示,T1DM患儿肠道菌群分布的多样性和稳定性较正常对照者低。类似地,其他一些研究结果提示,T1DM患儿肠道菌群分布失衡,某些菌群比例发生变化,如放线菌门/厚壁菌门、厚壁菌门/拟杆菌门的比例降低,某些有益菌群如产丁酸盐的细菌含量减少。国外有研究发现,非肥胖糖尿病(non-obese diabetic,NOD)小鼠从无菌环境转至无特异菌群定植的有菌环境之后,胰岛炎症程度减轻,并且降低了糖尿病的发生率,这也提示,某些特定的肠道菌群可能在T1DM的发病过程中起保护性作用。研究发现T2DM患者罗氏弧菌和普拉氏梭杆菌减少,肠道菌群的改变导致糖的膜转运、支链氨基酸转运增加和丁酸合成减少,T2DM患者肠道菌群失调可能导致肠道屏障功能破坏,促进慢性代谢性炎症和肠道激素的分泌,影响胰岛素的敏感性和胰岛素的分泌。研究显示,健康人群、T2DM、T1DM患者、青少年发病的成年型糖尿病2(maturity-onset diabetes of the young 2,MODY2)患者肠道菌群的结构组成均有差异,肠道菌群结构组成的改变影响糖尿病的发生发展。这些研究提示,肠道菌群在T1DM和T2DM的发生发展中均发挥了重要作用,LADA作为T1DM的亚型,到目前为止,还没有关于肠道菌群和LADA的相关研究,因此,我们设计了一项病例对照研究,比较LADA患者、经典T1DM患者、T2DM患者和健康对照人群的肠道菌群和代谢特征。鉴定与LADA相关的肠道菌群和代谢组学特征,并进一步建立相关关系,探讨菌群共丰度基因类群(Co-abundance genegroups,CAGs)与代谢物及临床表型之间的相互关系,旨在为研究LADA的发病机制和治疗策略提供新的思路。目的1.探讨LADA患者的肠道菌群和代谢组学特征。2.探讨LADA患者肠道菌群、代谢物及临床表型之间的相互关系,旨在为研究LADA的发病机制和治疗策略提供新的思路。方法1.受试者筛选采用病例对照研究方法,选取2019年2月至2019年10月在河南省人民医院就诊的30例确诊LADA患者(LADA组),其均为年龄30-70岁的河南省当地汉族人,按照年龄、性别匹配经典T1DM患者31例(T1DM组)、T2DM患者30例(T2DM组)和健康对照人群29例(Healthy组)。并且经典T1DM组分为T1DM抗体阳性组(T1D-A,即是GADA阳性)和T1DM抗体阴性组(T1D-B,即是GADA阴性)组。2.临床资料收集所有入组患者均收集一般资料及临床资料,同时收集患者血液和粪便样本给予检测:(1)血液生化检测,其中包括75 g口服葡萄糖耐量(oral glucose tolerance test,OGTT)试验、C肽释放试验、糖化血红蛋白(hemoglobin A1c,Hb A1c)、空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、肝肾功能、血脂、血细胞和血红蛋白计数;(2)胰岛相关自身抗体,包括GADA、IA-2A和Zn T8A;(3)炎症标志物,包括IL-10、TNF-α、IL-6和IL-1β、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3;(4)脂多糖结合蛋白;(5)粪便16S r RNA基因测序鉴定肠道菌群;(6)非靶向液相色谱-质谱法测定粪便及血清代谢物。3.统计学分析临床数据使用SPSS 25.0软件对数据进行统计分析;肠道菌群测序数据使用PRISM v.8.0.1进行统计分析;代谢组学数据使用PRISM v.8.0.1软件进行统计分析;使用Cytoscape v.3.7.2软件进行多组学分析。结果1.临床数据比较:1.1一般资料在LADA组、T1DM组、T2DM组及健康对照组间年龄、WHR、SBP、DBP未见显著差异(P>0.05);在LADA组、T1DM组、T2DM组及健康对照组间病程、BMI具有显著差异(P<0.05)。1.2临床资料在LADA组、T1DM组、T2DM组及健康对照组间TC、TG、LDL-c未见显著差异(P>0.05);在LADA组、T1DM组、T2DM组及健康对照组间Hb Alc、FPG、OGTT-2h PG、FCP、OGTT-2h PC、AUC血糖、AUCC肽、HDL-c、TNF-α、IL-6、IL-10、IL-1β、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、LBP具有显著差异(P<0.05)。2.肠道菌群特征:2.1α-多样性:在LADA组、T1DM组、T2DM组及健康对照组中肠道菌群多样性、丰富度及均匀度均未观察到显著差异。2.2β-多样性:LADA组与T2DM组、T1D-A组、T1D-B组肠道菌群β-多样性存在显著差异(P<0.01)。LADA组和T1DM组、T2DM组及健康对照组比较,肠道菌群的结构和组成存在显著差异。共鉴定了139个ASV来探索LADA特异性肠道菌群,并根据它们的Spearman相关性分析构建了12个CAG。与健康对照组相比,LADA组中40个菌属丰度发生变化,其中36个菌属丰度减少,4个菌属丰度增加;与T2DM组相比,LADA组中46个菌属丰度发生显著变化;与T1D-A组相比,LADA组中38个菌属丰度发生显著变化;与T1D-B组相比,LADA组中45个菌属丰度发生显著变化。LADA组的CAG2(即瘤胃菌属和毛螺菌属)、CAG4(例如拟副杆菌属)、CAG5(主要是梭菌属)和CAG6(包括普氏杆菌属)的丰度明显低于健康对照组;LADA组中CAG4的丰度明显低于T2DM组;LADA组中CAG4和CAG9(例如瘤胃菌属)的丰度明显低于T1D-A组;LADA组中CAG6和CAG12(例如瘤胃菌属和毛螺菌属)的丰度明显低于T1D-B组。3.代谢组学特征:3.1在所有受试者的粪便中鉴定出422种正离子模式的代谢物和317种负离子模式的代谢物,这些代谢物被分成12个共丰度簇。在血清中鉴定出了178种正离子模式的代谢物和147种负离子模式的代谢物,它们都被归入11个共丰度簇。与健康对照组相比,LADA组中支链氨基酸(branched-chain amino acids,BCAAs)、芳香族氨基酸(aromatic amino acids,AAAs)等二肽、长链氨基酸(即十三酸)及已糖(即L-岩藻糖)含量降低;与T1D-A组相比,LADA组中胸腺嘧啶含量减低;与T2DM组相比,LADA组中AAAs(苯丙氨酸、酪氨酸等)、BCAAs(缬氨酸、苏氨酸等)含量减低。LADA组中环己醇、L-脯氨酸及其衍生物、α-氨基酸含量高于健康对照组,脯氨酸及其衍生物含量高于T1D-A组,谷氨酸及其衍生物、L-氨基酸、氨基酸及其衍生物含量低于T1D-B组。4.肠道菌群、粪便代谢物、血清代谢物及临床表型之间的关系:4.1粪便代谢产物与糖代谢指标呈负相关,与胰岛功能指标呈正相关;血清代谢产物与糖代谢指标呈正相关,与胰岛功能成负相关;CAG2、CAG4、CAG6通过粪便代谢产物与胰岛功能及糖代谢指标具有相关性,且CAG2、CAG4、CAG6在LADA中含量较低;CAG2、CAG4、CAG6和粪便代谢产物与GADA呈负相关,且粪便代谢产物与IA-2A、Zn-8T也呈负相关。CAG2、CAG4通过粪便代谢产物和血清代谢产物与TNF-α呈正相关;CAG5与IL-1β、IL-6、IL-10呈负相关;LBP与血清代谢产物次黄嘌呤及L-脯氨酸呈正相关;CAG6与HDL-c呈负相关;粪便代谢产物与血肌酐及尿酸呈正相关;GGT与血清胆碱相关代谢产物呈正相关。结论1.LADA组与健康对照组、经典T1DM组、T2DM组相比,具有独特的肠道菌群和代谢特征。2.LADA患者特有的肠道菌群及代谢物与自身抗体、糖代谢、胰岛功能、炎症指标均有相关性,提示其与LADA的发生发展有关。下一步的纵向研究应探索改变肠道菌群及代谢物是否可以影响LADA自然病程的进展,从而为该疾病的治疗提供新思路。