【儿科每日一文】生命早期的肠道菌群或可预测未来1型糖尿病的发展

1型糖尿病(T1D)是一种严重的自身免疫性疾病，其特征是胰腺中β细胞遭到破坏。肠道菌群促成1型糖尿病的病理生理学证据表明，肠道生态失调是细菌代谢产物破坏肠道屏障功能的核心催化剂，最终可能会引发一连串的自身免疫过程和β细胞损伤。

为了进一步阐明早期肠道菌群在T1D病理学中的作用，一项发表于《Diabetologia》的研究评估了一般人群中婴儿肠道菌群的差异，分析了20年后确诊为T1D的婴儿与未确诊的匹配健康对照组婴儿之间的差异特征。

一、研究方法

截至2020年12月，研究纳入瑞典东南部所有婴儿(ABIS)纵向一般人群队列中16例1岁左右粪便样本的T1D患儿，通过与病例婴儿的地理区域、出生时的兄弟姐妹、居住类型、母乳喂养时间和粪便收集月份匹配，确定了健康对照组婴儿(n=268)。

对粪便样本进行16S rRNA测序和定量PCR分析，评估分类学和核心微生物组水平上的微生物差异。PICRUSt用于预测16S rRNA扩增子的功能含量。另外将16例T1D婴儿的肠道菌群与32例匹配的对照组婴儿的100次迭代进行比较，以识别一般人群队列中对照组婴儿的固有变异性，避免影响结果的风险。

二、研究结果

1. 未来T1D婴儿和健康婴儿的肠道菌群分类学差异

17个核心菌属在区分未来T1D和迭代对照组方面显示平均精确率减少(MDA)为正值（该值越大表示该变量的重要性越大，图1）。

◾瘤胃球菌属(Ruminococcus)是区分T1D和健康婴儿的关键因素，在T1D婴儿中的总丰度较高，而在健康婴儿中相对丰度较高，它与谷氨酸脱羧酶抗体(GADA)生成增加和炎症有关

◾Flavonifractor和UBA1819是区分健康婴儿的最强因素，它们在健康婴儿中富集

◾另枝菌属(Alistipes)和纺锤链杆菌属(Fusicatenibacter)是区分未来T1D婴儿的最强因素，另枝菌属在健康婴儿中富集，而纺锤链杆菌属在健康婴儿中的总丰度较高，在T1D婴儿中的相对丰度较高，它能够产生短链脂肪酸和促炎代谢物

图1：基于总丰度(a)和相对丰度(b)产生的MDA在两组婴儿中显著不同

此外，研究发现健康婴儿中厚壁菌门富集，厚壁菌门可通过产生丁酸盐，抑制促炎介质和增强上皮屏障功能来促进肠道稳态。

2. 未来T1D婴儿和健康婴儿的肠道菌群功能差异

相比于T1D婴儿，健康婴儿中关丁酸盐生成和丙酮酸发酵的预测基因含量较高（图2）。

图2：两组婴儿之间的功能通路差异

这些预测的途径差异证实了之前对高危人群的研究，即产生丁酸盐的细菌随着自身抗体的早期发展而减少，可能导致婴儿免疫激活错误，抗原错位进入体循环，最终导致自身免疫性疾病（如1型糖尿病）。

综上所述，该项来自瑞典普通人群的研究表明，1型糖尿病的肠道菌群生物标志物可能早在1岁的婴儿体内就已存在，这反映在肠道菌群的分类学和功能差异上，通过改变或促进“健康”的肠道菌群具有预防疾病发生的潜力。

参考文献

Bélteky M, Milletich PL, Ahrens AP, Triplett EW, Ludvigsson J. Infant gut microbiome composition correlated with type 1 diabetes acquisition in the general population: the ABIS study. Diabetologia. 2023;66(6):1116-1128. 

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