通过结合粪便宏基因组学与血浆代谢组学，研究人员发现了潜在的肠道和代谢标志物，这些标志物可能有助于解释2型糖尿病中冠状动脉并发症背后的"肠-心"联系。
研究：《2型糖尿病合并冠状动脉粥样硬化性心脏病发病机制中的肠道微生物组与代谢组》。图片来源：FOTOGRIN/Shutterstock
在最近发表在《科学报告》(Scientific Reports)期刊上的一项研究中，研究人员调查了2型糖尿病(T2DM)患者的特定微生物和代谢特征，并将其与2型糖尿病合并冠状动脉粥样硬化性心脏病(T2DM-CAD)患者的特征进行比较，以阐明肠道失衡如何与心血管并发症相关联。
该研究整合了宏基因组测序和血浆代谢组学分析，共同识别出八种具有潜在诊断相关性的肠道微生物和八种与这些病理相关的特征代谢物。值得注意的是，拟杆菌属CAG_875(Bacteroides sp._CAG_875)和代谢物12-酮石胆酸(12-ketoLCA)被确定为区分T2DM-CAD与其他对照组的潜在候选生物标志物，有待进一步验证。
T2DM-CAD肠道微生物组背景
糖尿病是当今社会最普遍的慢性健康问题之一。公共卫生报告显示，这种代谢性疾病目前影响全球超过3.7亿人，预测模型表明到2045年这一数字将达到7亿。
2型糖尿病(T2DM)是最常见的糖尿病形式，在临床上被归类为一种异质性障碍，其特征是胰岛素抵抗和慢性低度炎症。这种胰岛素抵抗和炎症先前已被证明与动脉硬化(动脉硬化)和冠状动脉粥样硬化性心脏病(CAD)相关联，但阐明这些关联的生物通路仍研究不足。
与此同时，临床研究越来越多地试图了解肠道微生物组——维持人体稳态的"共生"或友好微生物的巨大群落——作为"第二基因组"的作用。这些微生物群落的失衡("生态失调")先前已被证明与肥胖和代谢功能障碍相关联。
不幸的是，大多数研究肠道微生物组或T2DM相关血液代谢物的研究都是孤立进行的，导致对糖尿病患者在发生冠状动脉并发症时这两个系统如何相互作用的临床理解存在差距。
整合组学病例对照研究设计
本研究旨在通过揭示肠道细菌与其小分子代谢物之间的相互作用在T2DM患者中(有和无CAD)可能存在的差异，来解决这一知识空白。其方法包括一项涉及30名参与者的三组病例对照设计。参与者具体包括10名健康对照者以及数量相等的T2DM患者和T2DM-CAD患者，均于2022年7月至11月期间招募。数据收集包括参与者的 demographics 和医疗史，以及他们的粪便和血液样本。
参与者的粪便样本通过Illumina NovaSeq 6000平台进行高通量宏基因组测序(每样本读取深度12 Gb)，用于肠道微生物组表征。随后，他们的血浆样本使用ACQUITY UPLC-Xevo TQ-S系统进行超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)分析，以识别和量化小分子代谢物。
通过使用随机森林分析(RFA)处理宏基因组学和代谢组学数据来实现诊断生物标志物的识别。微生物-代谢物相互作用使用Spearman相关性分析确定，诊断准确性通过计算受试者工作特征(ROC)曲线的曲线下面积(AUC)来确定。
微生物和代谢物生物标志物发现
总结性临床评估数据在统计上证实，体重指数(BMI)、血糖(GLU)、甘油三酯(TG)、C反应蛋白(CRP)以及类似的基线诊断生物标志物在三组样本之间存在显著差异(p < 0.05)。
宏基因组分析结果确定了总计1,909,245个基因目录，发现尽管整体微生物丰富度和多样性(alpha多样性)在各组之间保持稳定(P > 0.05)，但特定物种组成发生了显著变化。
此外，数据显示17个临床指标与30种特定肠道微生物显著相关，包括与心脏病指标显著相关的迪氏普雷沃菌(Prevotella disiens)和沃兹沃思苏特拉菌(Sutterella wadsworthensis)，从而突显了物种水平微生物差异对T2DM中心血管并发症的潜在相关性。
该研究将拟杆菌属CAG_875(Bacteroides sp._CAG_875)确定为区分T2DM-CAD的候选标志物，鉴于其在将对照组与T2DM-CAD患者进行比较时，在这个小型发现队列中表现出有希望的AUC值0.90。同样，已知在缓解糖尿病方面发挥作用的霍氏厌氧丁酸弧菌(Anaerobutyricum hallii)被确定为T2DM-CAD患者中的关键肠道微生物(AUC = 0.82)。
代谢组学分析测量了183种代谢物，基于变量投影重要性(VIP)分数(> 1.5)确定了42种差异丰度的代谢物。其中，12-酮石胆酸(12-ketoLCA)作为一个反复出现的候选标志物脱颖而出，在T2DM和T2DM-CAD的两次组间比较中均有出现，诊断AUC为0.80。
最后，线性回归分析显示果糖与梅加蒙纳斯菌属(g-Megamonas)和阿里斯蒂普斯菌属(g-Alistipes)细菌呈正相关，作者假设这可能通过它们与果糖代谢的关联与T2DM-CAD风险相关联。
肠-心轴临床意义
这项研究是少数使用整合组学分析来证明"肠道微生物组-代谢物-宿主通路"中的显著变化与T2DM-CAD发病机制密切相关的研究之一。拟杆菌属CAG_875和12-ketoLCA的有希望的ROC性能(AUC > 0.80)表明，如果在更大、独立的队列中得到验证，这些分子可以作为早期疾病预警和精确诊断的候选分子指标。
尽管该研究受限于相对较小的样本量和相关性(而非因果性)结果，但它强调了"肠-心轴"作为未来治疗干预目标的临床潜力，可用于预防糖尿病患者的大血管并发症。
参考文献：
Huang, L., 等. (2026). 2型糖尿病合并冠状动脉粥样硬化性心脏病发病机制中的肠道微生物组与代谢组. Scientific Reports. DOI – 10.1038/s41598-026-51805-3.
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