關鍵詞：AKK菌
據世界衛生組織報告，2014年全球有4.22億人被診斷為2型糖尿病（T2D），預計到2030年將達到約5.52億，這意味糖尿病將成為全球第七大死因。
T2D是一種與糖代謝失調相關的代謝疾病，患者通常表現為胰島素抵抗或胰島素分泌減少，說明血糖水平未維持在適當水平，因此良好的血糖控制仍是治療糖尿病的一個關鍵問題。
難治性T2D（RT2D）患者是那些無法保持良好血糖控制的患者，即使采用適當的治療，糖化血紅蛋白A1c（HbA1c）仍持續升高8%，高血糖可導致嚴重的微血管/大血管并發癥。腸道微生物群的改變有助于T2D的發展，生態失調會促進胰島素抵抗的增加，以及對新陳代謝和葡萄糖水平的相關影響。此外，腸道微生物群還會將膳食纖維消化成短鏈脂肪酸（SCFA），其中丁酸會促進β細胞分泌胰島素并調節葡萄糖水平的穩態。
研究通過招募79名患有T2D和RT2D的受試者，收集糞便進行16S rRNA測序，旨在提供RT2D患者腸道微生物群的特征，假設腸道微生物群可能參與難治性糖尿病并有助于血糖控制，為難治性糖尿病患者提供一種新的治療方法。
得出研究結論：AKK菌的相對豐度與糖化血紅蛋白A1c（HbA1c）呈負相關，可為改善難治性糖尿病血糖控制提供一種新的治療策略。
該研究共招募79名受試者，這些受試者患有2型糖尿病（T2D），并已接受標準口服降糖藥（OGLD）治療，加或不加胰島素至少一年。所有受試者根據血紅蛋白A1c（HbA1c）分為兩組：HbA1c < 8%血糖控制良好的T2D（N = 52，平均年齡66.38 ± 1.314歲）和HbA1c ≥ 8%血糖控制不佳的難治性糖尿病（RT2D）（N = 27，平均年齡 64.37 ± 2.194 歲）。采集糞便樣本進行DNA提取，并記錄采集點的生化指標。提取的DNA進行PCR擴增和16S rRNA測序后進行生物信息學分析。
分析兩組個體的生化指標和一般特征發現，HbA1c和飯前血糖（葡萄糖AC）的值在T2D和RT2D之間顯著不同。T2D患者的HbA1c平均為7.03%，RT2D患者為8.99%；T2D患者的葡萄糖AC為135.1 mg/dL，RT2D患者為158.9 mg/dL。除了腎功能下降的患者外，幾乎所有研究參與者都接受了二甲雙胍作為一線標準治療。
圖 患有2型糖尿病（T2D）和難治性糖尿病（RT2D）的研究對象的特征表
圖 不同群體的微生物多樣性
收集T2D和RT2D 患者糞便微生物進行α和β多樣性分析，Shannon指數的α-多樣性表明不同群體微生物群落的多樣性，T2D和RT2D之間沒有顯著差異。然而，就β多樣性而言，進行Unweighted UniFrac的主坐標分析（PCoA）以評估不同組之間的總微生物組成。PERMANOVA檢驗顯示T2D和RT2D之間的總體微生物組成存在輕微的顯著差異。因此，診斷為T2D和RT2D的參與者的腸道微生物群落顯示出相似的α-多樣性，但β-多樣性略有不同。RT2D中Verrucomicrobia和Fusobacteria的相對豐度減少
對總微生物組成的β多樣性評估顯示，T2D患者與RT2D患者的樣本之間存在輕微的顯著差異。進一步評估操作分類單位（OUTs）發現，在門水平上，大多數OTUs是Bacteroidetes，在RT2D中略有增加。此外，RT2D組中Verrucomicrobia和Fusobacteria的相對豐度降低。在Krona圖表中能更清楚地觀察到這種趨勢，其中Verrucomicrobia種—Akkermansia muciniphila（A. muciniphila）在RT2D組中減少。
圖T2D和RT2D之間門和物種水平的操作分類單元（OUT）
T2D和RT2D患者的微生物標志物
為了進一步闡明與T2D和RT2D患者相關的微生物標志物，該研究使用線性判別分析效應大小（LEfSe）分析OUTs，與之前豐富的OTUs相同方式特別關注屬/種水平，Verrucomicrobia、A. muciniphila和Fusobacteria在T2D患者中富集。對T2D和RT2D之間微生物組的相對豐富度高（紅色）和低（藍色）進行熱圖分析，在T2D患者中發現包括Verrucomicrobia、A. muciniphila和Fusobacteria在內的幾種潛在微生物標志物。Akkermansia muciniphila與HbA1c呈負相關
為了進一步闡明微生物標記，該研究通過使用核糖體數據庫項目（RDP）分類器在屬/種級別篩選了LEfSe和熱圖分析揭示的所有潛在微生物標記，消除了T2D和RT2D患者中百分比較低或在統計上不顯著的微生物組。最終，在T2D和RT2D患者的樣本中確定了四種細菌分類群，它們豐富或具有統計學意義。與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%）的相對豐度降低。相比之下，Bacteroides vulgatus（T2D：8.68%；RT2D：14.34%）和Veillonella denticariosi（T2D：0.01%；RT2D：0.10%）的相對豐度在RT2D患者組中顯著增加。進一步計算一個代表Bacteroides vulgatus的百分比減去A. muciniphila、Fusobacterium和Veillonella denticariosi的百分比之和的值，這個平均值使用接收者工作特征曲線（ROC 曲線）進行評估，曲線下面積（AUC）為0.719，顯示出可用于區分RT2D患者和T2D患者的可接受的區分度。同樣重要的是，還發現A. muciniphila的相對豐度與HbA1c水平顯著負相關。這些結果表明A. muciniphila是一種獨特的葡萄糖相關微生物標志物，可反映T2D和RT2D患者的臨床狀態。
圖 涉及T2D和RT2D患者的潛在功能通路
圖 在T2D和RT2D患者中鑒定的特定葡萄糖相關微生物標志物為了進一步確定T2D和RT2D患者微生物組的功能，使用PICRUSt預測不同比例的微生物組對KEGG 3級通路。通過STAMP軟件標準確定了50條富含RT2D與T2D的功能通路，但大多數通路太小而無法進一步考慮，因此，該研究專注于比例≥ 0.05%的那些。與T2D患者的結果相比，RT2D患者中導致微生物組對不飽和脂肪酸生物合成和花生四烯酸代謝的影響的途徑減少，與磷酸轉移酶系統（PTS）相關的途徑增加。這些結果表明，觀察到的微生物組含量差異可能對幾個關鍵的功能途徑產生影響。
總之，該研究闡明了難治性糖尿病患者的腸道微生物群特征，在T2D和RT2D之間α-多樣性沒有顯示出顯著差異，而β-多樣性顯示出邊際顯著性。分類學指數的評估顯示，在RT2D患者中，A. muciniphila（T2D：1.29%；RT2D：0.33%）和Fusobacteria的數量減少，而Bacteroides vulgatus、Veillonella denticariosi也相應增加。這些微生物標記以可接受的區分度（曲線下面積= 0.719）將RT2D與T2D區分開來，并且參與了幾種與葡萄糖相關的功能途徑，表明腸道微生物群模式的改變可以區分難治性糖尿病和血糖控制良好的糖尿病。此外，Akkermansia muciniphila的相對豐度與HbA1c呈負相關。這些結果表明，腸道微生物群的檢查可用于評估糖尿病患者的血糖控制。未來微生物組干預和調節可作為改善難治性糖尿病血糖控制的治療策略。
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