腸道菌群對小檗堿降糖效果的影響

周強，徐靜，熊紅萍

糖尿病發(fā)病率逐漸升高，中國成人2型糖尿病患病人群已達(dá)1.14億[1]，中國2017年共投入1 100億美元用于糖尿病及并發(fā)癥的診治，給國家和社會帶來很重的負(fù)擔(dān)。中醫(yī)中藥治療糖尿病是一個熱點，但中藥或提取物的降糖效果在各種研究中結(jié)果并不一致[2]。腸道菌群是近幾年研究的熱點，特別是在代謝性疾病發(fā)生發(fā)展中起到重要作用。小檗堿是研究較多的中藥，其降糖效果在不同研究中也不同，其原因尚不清楚。而部分口服降糖藥物(如阿卡波糖、二甲雙胍片)降糖效果受治療前腸道菌群構(gòu)成及豐度影響[3-4]。小檗堿可治療胃腸炎，既往研究已證實其可改變腸道菌群結(jié)構(gòu)[5]，但降糖效果是否受治療前腸道菌群種類及豐度影響的研究很少。本研究擬通過分析腸道菌群對小檗堿降糖效果的影響，以期從腸道菌群角度篩選更適合使用小檗堿降糖治療的2型糖尿病人群，實現(xiàn)糖尿病的精準(zhǔn)化治療。現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2017年6月-2019年6月于廈門大學(xué)附屬福州第二醫(yī)院就診的2型糖尿病患者56例，其中男24例，女32例；年齡(59.21±8.25)歲；病程(7.89±5.10)年；超重或肥胖40例。體質(zhì)指數(shù)(BMI)(26.29±4.15)kg/m2；胃泌素(33.87±17.23)ng/L；胰高血糖素(155.28±43.55)ng/L；空腹胰島素(52.49±46.57)pmol/L；餐后胰島素(185.38±132.14)pmol/L；空腹C肽(0.60±0.35)nmol/L；餐后C肽(1.15±0.65)nmol/L；胰島β細(xì)胞功能指數(shù)(40.20±44.95)；胰島素抵抗指數(shù)(3.10±2.72)。

1.2 選擇標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)診斷標(biāo)準(zhǔn)參照《2017版中國2型糖尿病防治指南》[6]；(2)年齡18～75歲；(3)依從性良好，可配合檢查，自愿加入并簽署知情同意書。

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)1型糖尿病；(2)妊娠期糖尿??；(3)特殊類型糖尿病；(4)糖尿病急性并發(fā)癥；(5)嚴(yán)重的心腦血管并發(fā)癥；(6)嚴(yán)重胃腸道疾病或有胃腸手術(shù)病史；(7)糖化血紅蛋白>10%；(8)空腹血糖>11 mmol/L需要大范圍調(diào)整降糖藥治療方案的患者；(9)近3個月使用抗生素或益生菌的患者。

1.2.3 退出標(biāo)準(zhǔn)：(1)血糖明顯升高，糖化血紅蛋白>10%，空腹血糖>11 mmol/L，需要較大范圍調(diào)整治療方案的患者，予提前退出研究；(2)因病情需要使用抗生素、益生菌的患者；(3)不耐受小檗堿或?qū)λ幬镞^敏者；(4)要求退出研究者。

1.3 治療方法 在保持原有降糖方案的基礎(chǔ)上，增加鹽酸小檗堿片(東北制藥集團(tuán)沈陽第一制藥有限公司生產(chǎn)，國藥準(zhǔn)字H21022453，規(guī)格：0.1 g×100片)500 mg餐前口服，每天3次，治療12周。

1.4 觀察指標(biāo) 治療前后抽取空腹靜脈血測定患者空腹血糖、餐后2 h血糖及糖化血紅蛋白水平。治療前后用無菌采集勺取糞便進(jìn)行腸道菌群分析和定量測定。由專業(yè)人員指導(dǎo)后，研究對象自行使用無菌糞便采集勺，留取個人糞便樣本10 g左右，置于無菌試管內(nèi)，混合均勻后放置在-20 ℃的低溫冰箱中暫存，7 d內(nèi)盡快送至實驗室測定，采用Realtime PCR技術(shù)進(jìn)行測定。先進(jìn)行基因組DNA提取，提取過程參照試劑盒說明書(使用Takara的SRBR-P-E-TaqTM試劑檢驗盒)，使用的引物分別為926R/515F。將提取的DNA使用熒光定量方法對腸道菌群基因進(jìn)行定量，每個標(biāo)本重復(fù)做3次。

2 結(jié) 果

2.1 血糖及糖化血紅蛋白水平比較 治療12周后，56例患者空腹血糖無顯著變化(P>0.05)，餐后2 h血糖及糖化血紅蛋白均低于治療前(P<0.01)。見表1。

表1 56例患者治療前后血糖及糖化血紅蛋白水平比較

2.2 治療前后腸道菌群分布情況比較 共檢測對代謝性疾病影響較大的7類腸道菌群，其中擬桿菌屬、厚壁菌門治療后較治療前降低(P<0.05)。見表2。

表2 56例患者治療前后腸道菌群情況比較

2.3 影響因素分析

2.3.1 單因素分析：以治療前后糖化血紅蛋白差值為因變量，對可能影響降糖效果的因素進(jìn)行t檢驗，結(jié)果表明：降糖效果影響因素包括治療前糖化血紅蛋白水平、厚壁菌門豐度、乳酸桿菌屬豐度、腸桿菌屬豐度、雙歧桿菌屬豐度。見表3。

表3 小檗堿降糖效果的單因素分析

2.3.2 多因素分析：以治療前后糖化血紅蛋白差值為因變量，可能影響小檗堿降糖效果的因素為自變量，采用多元線性回歸分析(方差分析R=0．850，R2=0．723，P=0．0001，提示多元線性回歸方程成立)，結(jié)果顯示：在排除交互與混雜因素后，治療前糖化血紅蛋白值、治療前腸道厚壁菌門豐度和雙歧桿菌屬豐度可能是影響小檗堿降糖效果的獨立相關(guān)因素。治療前糖化血紅蛋白高、高厚壁菌門豐度、低雙歧桿菌屬豐度的2型糖尿病患者使用小檗堿治療的降糖效果較好。見表4。

表4 小檗堿降糖效果影響因素的多元線性回歸分析

3 討 論

腸道菌群是近幾年研究的熱點，不僅影響胃腸道疾病，還通過多途徑影響腫瘤、代謝性疾病的發(fā)生、發(fā)展[7]；腸道菌群不僅影響糖尿病疾病的發(fā)生，也影響糖尿病的治療[8]。近幾年有研究發(fā)現(xiàn)，阿卡波糖改變腸道菌群組分，增加益生菌豐度，改變膽汁酸構(gòu)成，在新發(fā)的2型糖尿病中，擬桿菌B腸型的患者使用阿卡波糖后胰島素抵抗改善更明顯，降糖效果及代謝獲益更明顯；而普氏菌P腸型患者使用阿卡波糖，降糖效果較弱，故推薦在B腸型的人群使用阿卡波糖，臨床獲益更大[9]。二甲雙胍干預(yù)糖尿病患者后腸道菌群種類、膽汁酸發(fā)生明顯改變，作用機制依賴于膽汁酸/腸道FXR信號通路作用，在膽汁酸代謝相關(guān)的腸道菌群豐度高的患者使用二甲雙胍片，代謝獲益更大[10]。在阿克曼菌豐度低的患者使用二甲雙胍，減重效果更明顯[5,11]。Grasset等[12]研究推測在低乳桿菌豐度的患者使用胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)或二肽酰肽酶-Ⅳ(DPP-Ⅳ)抑制劑臨床獲益可能更大。而腸道菌群與中醫(yī)中藥的研究還較少。小檗堿是從傳統(tǒng)中藥黃柏、黃連及三顆針中提取的一種生物堿，抗菌作用顯著，常用于胃腸道疾病的治療，近幾年，小檗堿治療代謝性疾病的研究逐漸增多，可通過抑制肝臟糖異生、改善胰島素抵抗、減少腸道細(xì)胞對糖的吸收、抑制炎性反應(yīng)、調(diào)控腸道菌群等多重作用治療糖尿病[13]，但小檗堿降低血糖的療效在不同研究結(jié)果中有所差異，原因尚不清楚。

本研究發(fā)現(xiàn)：(1)治療前血糖水平對小檗堿降糖效果有影響，治療前糖化血紅蛋白水平越高，降糖效果越明顯，與其他降糖藥相似。(2)與阿卡波糖、二甲雙胍等口服降糖藥物降糖效果受腸道菌群豐度影響類似[7-10]，治療前腸道菌群的構(gòu)成和豐度影響小檗堿的降糖效果，在高厚壁菌門豐度的2型糖尿病患者，降糖效果更明顯，厚壁菌門可使人體腸道對脂肪和碳水化合物的吸收增加，與肥胖有關(guān)[14]。既往研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿治療12周后可降低腸道厚壁菌門的數(shù)量[15]；賀婭莎等[16]、顧融融[17]研究也證實了該結(jié)論，小檗堿是否通過改善厚壁菌門豐度使降糖效果更明顯，有待進(jìn)一步研究。(3)在雙歧桿菌屬豐度低的患者，小檗堿降糖效果更明顯，雙歧桿菌是一類益生菌，可抑制致病菌群生長，改善腸道微生態(tài)，保護(hù)機體健康；雙歧桿菌減少可導(dǎo)致腸道微環(huán)境失衡，引起多種代謝性疾病發(fā)生[18]。本研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿治療后并未提高雙歧桿菌的豐度，而在低豐度的雙歧桿菌患者降糖效果更佳，筆者考慮低豐度的雙歧桿菌糖尿病患者腸道對葡萄糖吸收增加，而小檗堿可抑制雙糖酶的活性而阻斷葡萄糖在腸道的吸收，作用類似于阿卡波糖[19-20]，故降糖效果更明顯，其他機制有待后續(xù)進(jìn)一步研究。

本研究仍存在一些局限性：(1)因倫理問題，未設(shè)正常人群使用小檗堿的對照組；(2)本研究樣本量小，仍需要大樣本研究驗證結(jié)論。精準(zhǔn)醫(yī)療是未來醫(yī)療的方向，隨著基因工程的進(jìn)展及檢測技術(shù)的改進(jìn)，腸道菌群檢測更方便，費用也降低，將來2型糖尿病患者可能可通過測定其腸道菌群結(jié)構(gòu)及豐度進(jìn)行分層，根據(jù)分層結(jié)果，選擇最適合的口服降糖藥和中藥治療糖尿病，以期療效最大化。