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袖状胃减容术对肠道微生物群和代谢的影响:微生物与健康

【摘要】:为了进一步研究肠道菌群、循环氨基酸和临床表型之间的关系,接下来分析了23例进行袖状胃减容术后的肥胖个体在0个月、1个月和3个月时这些参数的变化。进一步发现,在1个月时,14例实验组富集的MLGs的丰度降低。而在对照组1M和3M时,分别有8例富集的MLGs和37例富集的MLGs的丰度显著增加。通过SG进行的减肥干预在一定程度上可以修复肠道菌群和代谢的紊乱。

为了进一步研究肠道菌群、循环氨基酸和临床表型之间的关系,接下来分析了23例进行袖状胃减容术(SG)后的肥胖个体在0个月、1个月和3个月时这些参数的变化。采用随机森林分类方法来区分肥胖者和瘦人,该分类方法是基于病例对照研究中MLGs相对丰度的。采用此分类方法,对收集的151例样本进行ROC曲线分析发现,AUC值为0.9687,而49例样本分析后AUC值为0.9214。使用同样的分类方法发现肥胖者经SG手术后的肠道菌群接近于瘦对照组肠道菌群(图11-1-5A)。这些数据表明,肥胖个体经过SG术后及减重后体内肠道菌群与瘦对照组更加相似。

图11-1-5 袖状胃切除术减肥干预过程中微生物和代谢的变化(www.chuimin.cn)

在功能上,34个肥胖相关KEGG通路中有17个在术后3个月时变得不那么明显。此外,在瘦对照组和SG术后3个月组中,与肥胖相关的24种KEGG通路的丰度没有显著差异。这些结果表明,SG后,大量微生物酶功能变得更类似于瘦对照组。这些微生物功能包括碳水化合物发酵、柠檬酸循环、黏多糖降解和脂多糖合成的途径,以及AAA和BCAA的产生。进一步发现,在1个月时,14例实验组富集的MLGs的丰度降低。3个月时,20例实验组富集的MLGs的丰度显著降低。而在对照组1M和3M时,分别有8例富集的MLGs和37例富集的MLGs的丰度显著增加。其中,包括肥胖组富集的Coprococcus comes和D.longicatena的MLGs,以及对照组富集的梭菌属、Anaerotruncus colihominis、A.mucinila和B.thetaiotaomicron的MLGs。值得注意的是,MLGs注释为 B.thetaiotaomicron在3个月时显著增加甚至接近瘦对照组的水平 (图11-1-5B)。此外,由GEE分析显示,SG后B.taiotaomicron的丰度增加与BMI的降低有关(图11-1-5C)。还检测到SG术后循环谷氨酸水平显著下降(图11-1-5D)。值得注意的是,大鼠体内B.thetaiotaomicron含量的增加与循环谷氨酸水平的降低有关(图11-1-5E)。此外,编码谷氨酸代谢酶的基因丰度在0个月和3个月组间也存在差异。最后,循环谷氨酸浓度降低还与SG后高血糖、胰岛素抵抗、血清中瘦素的浓度和hsCRP等炎症标志物的升高有关。这些结果进一步证明细菌种类(如,B.thetaiotaomicron)丰度的改变可能会影响与肥胖并发症相关的循环氨基酸代谢。通过SG进行的减肥干预在一定程度上可以修复肠道菌群和代谢的紊乱。

在我国,心血管疾病及2型糖尿病的发病率正逐年增加,而肥胖正是导致这两种慢性代谢性疾病的主要病因。该研究利用宏基因组学结合代谢组学的方法首次揭示了中国汉族人群中肠道菌群、血清氨基酸与肥胖之间的关系,预示着通过靶向肠道菌群的方法来治疗肥胖是可行的。