关键词：AKK菌
据世界卫生组织报告，2014年全球有4.22亿人被诊断为2型糖尿病（T2D），预计到2030年将达到约5.52亿，这意味糖尿病将成为全球第七大死因。
T2D是一种与糖代谢失调相关的代谢疾病，患者通常表现为胰岛素抵抗或胰岛素分泌减少，说明血糖水平未维持在适当水平，因此良好的血糖控制仍是治疗糖尿病的一个关键问题。
难治性T2D（RT2D）患者是那些无法保持良好血糖控制的患者，即使采用适当的治疗，糖化血红蛋白A1c（HbA1c）仍持续升高8%，高血糖可导致严重的微血管/大血管并发症。肠道微生物群的改变有助于T2D的发展，生态失调会促进胰岛素抵抗的增加，以及对新陈代谢和葡萄糖水平的相关影响。此外，肠道微生物群还会将膳食纤维消化成短链脂肪酸（SCFA），其中丁酸会促进β细胞分泌胰岛素并调节葡萄糖水平的稳态。
研究通过招募79名患有T2D和RT2D的受试者，收集粪便进行16S rRNA测序，旨在提供RT2D患者肠道微生物群的特征，假设肠道微生物群可能参与难治性糖尿病并有助于血糖控制，为难治性糖尿病患者提供一种新的治疗方法。
得出研究结论：AKK菌的相对丰度与糖化血红蛋白A1c（HbA1c）呈负相关，可为改善难治性糖尿病血糖控制提供一种新的治疗策略。
该研究共招募79名受试者，这些受试者患有2型糖尿病（T2D），并已接受标准口服降糖药（OGLD）治疗，加或不加胰岛素至少一年。所有受试者根据血红蛋白A1c（HbA1c）分为两组：HbA1c < 8%血糖控制良好的T2D（N = 52，平均年龄66.38 ± 1.314岁）和HbA1c ≥ 8%血糖控制不佳的难治性糖尿病（RT2D）（N = 27，平均年龄 64.37 ± 2.194 岁）。采集粪便样本进行DNA提取，并记录采集点的生化指标。提取的DNA进行PCR扩增和16S rRNA测序后进行生物信息学分析。
分析两组个体的生化指标和一般特征发现，HbA1c和饭前血糖（葡萄糖AC）的值在T2D和RT2D之间显著不同。T2D患者的HbA1c平均为7.03%，RT2D患者为8.99%；T2D患者的葡萄糖AC为135.1 mg/dL，RT2D患者为158.9 mg/dL。除了肾功能下降的患者外，几乎所有研究参与者都接受了二甲双胍作为一线标准治疗。
图 患有2型糖尿病（T2D）和难治性糖尿病（RT2D）的研究对象的特征表
图 不同群体的微生物多样性
收集T2D和RT2D 患者粪便微生物进行α和β多样性分析，Shannon指数的α-多样性表明不同群体微生物群落的多样性，T2D和RT2D之间没有显著差异。然而，就β多样性而言，进行Unweighted UniFrac的主坐标分析（PCoA）以评估不同组之间的总微生物组成。PERMANOVA检验显示T2D和RT2D之间的总体微生物组成存在轻微的显著差异。因此，诊断为T2D和RT2D的参与者的肠道微生物群落显示出相似的α-多样性，但β-多样性略有不同。RT2D中Verrucomicrobia和Fusobacteria的相对丰度减少
对总微生物组成的β多样性评估显示，T2D患者与RT2D患者的样本之间存在轻微的显著差异。进一步评估操作分类单位（OUTs）发现，在门水平上，大多数OTUs是Bacteroidetes，在RT2D中略有增加。此外，RT2D组中Verrucomicrobia和Fusobacteria的相对丰度降低。在Krona图表中能更清楚地观察到这种趋势，其中Verrucomicrobia种—Akkermansia muciniphila（A. muciniphila）在RT2D组中减少。
图T2D和RT2D之间门和物种水平的操作分类单元（OUT）
T2D和RT2D患者的微生物标志物
为了进一步阐明与T2D和RT2D患者相关的微生物标志物，该研究使用线性判别分析效应大小（LEfSe）分析OUTs，与之前丰富的OTUs相同方式特别关注属/种水平，Verrucomicrobia、A. muciniphila和Fusobacteria在T2D患者中富集。对T2D和RT2D之间微生物组的相对丰富度高（红色）和低（蓝色）进行热图分析，在T2D患者中发现包括Verrucomicrobia、A. muciniphila和Fusobacteria在内的几种潜在微生物标志物。Akkermansia muciniphila与HbA1c呈负相关
为了进一步阐明微生物标记，该研究通过使用核糖体数据库项目（RDP）分类器在属/种级别筛选了LEfSe和热图分析揭示的所有潜在微生物标记，消除了T2D和RT2D患者中百分比较低或在统计上不显著的微生物组。最终，在T2D和RT2D患者的样本中确定了四种细菌分类群，它们丰富或具有统计学意义。与T2D患者相比，RT2D患者中A. muciniphila（T2D：1.25%；RT2D：0.09%）和Fusobacterium（T2D：1.29%；RT2D：0.33%）的相对丰度降低。相比之下，Bacteroides vulgatus（T2D：8.68%；RT2D：14.34%）和Veillonella denticariosi（T2D：0.01%；RT2D：0.10%）的相对丰度在RT2D患者组中显著增加。进一步计算一个代表Bacteroides vulgatus的百分比减去A. muciniphila、Fusobacterium和Veillonella denticariosi的百分比之和的值，这个平均值使用接收者工作特征曲线（ROC 曲线）进行评估，曲线下面积（AUC）为0.719，显示出可用于区分RT2D患者和T2D患者的可接受的区分度。同样重要的是，还发现A. muciniphila的相对丰度与HbA1c水平显著负相关。这些结果表明A. muciniphila是一种独特的葡萄糖相关微生物标志物，可反映T2D和RT2D患者的临床状态。
图 涉及T2D和RT2D患者的潜在功能通路
图 在T2D和RT2D患者中鉴定的特定葡萄糖相关微生物标志物为了进一步确定T2D和RT2D患者微生物组的功能，使用PICRUSt预测不同比例的微生物组对KEGG 3级通路。通过STAMP软件标准确定了50条富含RT2D与T2D的功能通路，但大多数通路太小而无法进一步考虑，因此，该研究专注于比例≥ 0.05%的那些。与T2D患者的结果相比，RT2D患者中导致微生物组对不饱和脂肪酸生物合成和花生四烯酸代谢的影响的途径减少，与磷酸转移酶系统（PTS）相关的途径增加。这些结果表明，观察到的微生物组含量差异可能对几个关键的功能途径产生影响。
总之，该研究阐明了难治性糖尿病患者的肠道微生物群特征，在T2D和RT2D之间α-多样性没有显示出显著差异，而β-多样性显示出边际显著性。分类学指数的评估显示，在RT2D患者中，A. muciniphila（T2D：1.29%；RT2D：0.33%）和Fusobacteria的数量减少，而Bacteroides vulgatus、Veillonella denticariosi也相应增加。这些微生物标记以可接受的区分度（曲线下面积= 0.719）将RT2D与T2D区分开来，并且参与了几种与葡萄糖相关的功能途径，表明肠道微生物群模式的改变可以区分难治性糖尿病和血糖控制良好的糖尿病。此外，Akkermansia muciniphila的相对丰度与HbA1c呈负相关。这些结果表明，肠道微生物群的检查可用于评估糖尿病患者的血糖控制。未来微生物组干预和调节可作为改善难治性糖尿病血糖控制的治疗策略。
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