综述:肠道真菌组和病毒组在 2 型糖尿病(T2DM)中的意义:揭示隐藏的参与者

【字体: 时间:2025年04月08日 来源:Phenomics 3.7

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  这篇综述聚焦 2 型糖尿病(T2DM)。肠道微生物群在健康中至关重要,肠道菌群失调与 T2DM 等代谢疾病相关。文章简述 T2DM 患者肠道细菌组变化,深入探讨真菌组和病毒组在 T2DM 中的作用、相互关系,还涉及肠道微生物群的年龄动态、研究流程及治疗干预措施。

  ### 2 型糖尿病(T2DM)的现状与肠道微生物群的关联
2 型糖尿病(T2DM)如今已成为全球流行疾病,给社会带来沉重负担。在人体健康维持方面,肠道微生物群及其代谢产物扮演着关键角色。一旦肠道微生态失衡,也就是出现肠道菌群失调,就可能引发多种代谢紊乱疾病,T2DM 便是其中之一。目前,关于肠道细菌组和代谢紊乱之间的联系已有一定研究数据,但肠道真菌组和病毒组在这方面的作用,还需要更多关注。近期相关研究取得了一些进展,为预防 T2DM 提供了新的方向,不过不同微生物群之间的复杂关系,以及它们在 T2DM 发生、发展和缓解过程中的具体作用,仍有待更深入、全面的探究。

肠道细菌组在 T2DM 中的变化


在 T2DM 患者体内,肠道细菌组会发生明显改变。部分有益菌数量减少,例如双歧杆菌属(Bifidobacterium),这类细菌在调节肠道免疫、促进营养物质吸收等方面具有重要作用,其数量下降可能削弱肠道屏障功能,影响机体对代谢相关信号的调节。相反,一些有害菌如大肠杆菌(Escherichia coli)等的丰度可能增加,它们可能产生内毒素,引发低度炎症反应,干扰胰岛素信号通路,进而影响血糖代谢,使得血糖难以维持在正常水平。

肠道真菌组在 T2DM 中的作用


肠道真菌组作为肠道微生物群的重要组成部分,也参与到 T2DM 的病理过程中。白色念珠菌(Candida albicans)在 T2DM 患者肠道中的相对丰度常常升高。它能够与肠道上皮细胞紧密结合,改变肠道屏障的通透性,让一些有害物质进入血液循环,影响全身代谢。同时,白色念珠菌的代谢产物可能干扰宿主的免疫调节,激活炎症细胞因子的释放,像肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)等,炎症状态的持续会损伤胰岛素分泌细胞,降低胰岛素的敏感性,使得机体对血糖的调控能力下降。此外,肠道真菌组与细菌组之间存在着复杂的相互作用,真菌的生长和代谢可能影响细菌的生存环境,反之亦然,这种相互作用在 T2DM 的发生发展中也起到了一定的推动作用。

肠道病毒组在 T2DM 中的作用


肠道病毒组同样在 T2DM 的发病机制中扮演着特殊角色。噬菌体是肠道病毒组的重要成员,它可以感染细菌,通过裂解细菌影响肠道细菌的种类和数量。在 T2DM 患者中,噬菌体的组成和数量发生了变化,这可能间接改变肠道细菌组的结构和功能。例如,某些噬菌体可能选择性地裂解有益菌,导致有益菌数量减少,破坏肠道微生态平衡。此外,肠道病毒还可能直接感染肠道上皮细胞或免疫细胞,影响细胞的正常代谢和功能,进而干扰血糖调节信号通路,参与 T2DM 的发生发展过程。

肠道微生物群的年龄相关动态及 T2DM 发病时的变化


随着年龄的增长,肠道微生物群的组成和功能会发生动态变化。在幼年时期,肠道微生物群处于逐渐建立和完善的阶段,种类相对较少但稳定性逐渐增强。到了成年期,肠道微生物群达到相对稳定的状态,各类微生物之间保持着平衡。然而,步入老年后,肠道微生物群的多样性下降,有益菌减少,有害菌增多。当 T2DM 发病时,这种年龄相关的变化会进一步加剧。例如,老年 T2DM 患者肠道中拟杆菌属(Bacteroides)和厚壁菌门(Firmicutes)的比例失衡更为明显,这种失衡可能与老年人身体机能衰退、免疫力下降以及 T2DM 的病理过程相互影响,形成恶性循环,加重病情。

肠道微生物群研究的基本流程


研究肠道微生物群通常遵循一套基本流程。首先是样本采集,一般采集粪便样本,因为粪便中含有丰富的肠道微生物,采集过程相对简便且无创。采集后要尽快进行处理,通常保存在低温环境下以防止微生物的种类和数量发生改变。接下来是 DNA 提取,利用专门的试剂盒从粪便样本中提取微生物的 DNA,保证提取的 DNA 质量和纯度,以满足后续实验的需求。然后是 PCR 扩增,通过特定的引物对目标基因进行扩增,例如 16S rRNA 基因用于研究细菌,ITS 区域用于研究真菌。扩增后的产物进行高通量测序,得到大量的序列数据。最后对测序数据进行生物信息学分析,包括物种注释、多样性分析、功能预测等,从而全面了解肠道微生物群的组成、结构和潜在功能。

肠道微生物群研究中的潜在治疗干预措施


基于对肠道微生物群在 T2DM 中作用的研究,目前探索出了一些潜在的治疗干预措施。益生菌(Probiotics)是其中一种重要的干预手段,它包含多种有益微生物,如双歧杆菌、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)等。补充益生菌可以调节肠道微生态平衡,增加有益菌的数量,抑制有害菌的生长,改善肠道屏障功能,减轻炎症反应,进而提高胰岛素敏感性,有助于血糖的控制。益生元(Prebiotics)则是一类不能被人体消化吸收但能被肠道有益微生物利用的物质,像低聚果糖(Fructooligosaccharides)等。通过补充益生元,可以为有益菌提供营养,促进其生长繁殖,优化肠道微生物群的结构和功能。此外,粪菌移植(Fecal Microbiota Transplantation,FMT)也是一种有前景的治疗方法,它是将健康供体的粪便微生物移植到患者肠道内,重建患者的肠道微生态,改善肠道功能,目前在部分 T2DM 患者的临床试验中已经取得了一定的效果,为 T2DM 的治疗和预防开辟了新的道路,也为个性化医学的发展提供了可能。
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