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華大基因揭示腸道菌群與T2D之間的關系
點擊次數：2555 發布時間：2012-9-27
2012年9月27日，由來自深圳華大基因研究院、深圳市第二人民醫院等單位組成的中國科學家團隊主導完成的“腸道微生物與Ⅱ型糖尿病的宏基因組關聯分析”研究成果在*雜志《自然》（nature）上在線發表。該研究為全面揭示Ⅱ型糖尿病與腸道微生物之間的關系奠定了重要的分子基礎，為通過DNA序列的微生物分類提供了新方法。這項成果同時也體現出基于腸道菌群的關聯分析在糖尿病的臨床評定和病人診斷中的應用價值和前景。 Ⅱ型糖尿病（type 2 diabetes, T2D）是一種由遺傳和環境因素共同引起的復雜內分泌疾病。久病可引起多個系統損害，病情嚴重或應激時可發生急性代謝紊亂，如酮癥酸中毒等。其病因和發病機制較復雜，目前認為屬多基因、多因素的異質性疾病。人體腸道微生物對維持人類健康發揮著重大作用，并在腸道中保持著動態的平衡。而這種平衡因某些因素被打破而致使腸道菌群發生紊亂時，人體可能就會患上各種疾病。近年越來越多的研究表明Ⅱ型糖尿病可能與腸道菌群存在相關性，但是一直缺少全面系統的研究成果來支持。目前糖尿病還無法*，而現有的治療方法也需要大力改進。 在本研究中，來自華大基因的研究人員基于新一代鳥槍法深度測序技術，研發出一種新的宏基因組關聯分析（Metagenome-Wide Association Study, MGWAS）方法。通過該方法，他們對345個中國人的腸道微生物進行了兩階段的宏基因組關聯分析，共鑒定出大約60,000個Ⅱ型糖尿病相關的分子標記。本研究從分子層面上，明確了在中國人群中的糖尿病患者與非糖尿病患者在腸道微生物組成上差異。 此外，研究人員還建立了一個全新概念——宏基因組連鎖群（metagenomic linkage group，MLG），以便于對大量的宏基因組數據進行物種描述及分類，并可替代傳統的物種分類方法，而且能為未知物種提供宏基因組水平的信息，例如染色體上細菌物種的特定區域，質粒和噬菌體等可移動的遺傳因子。通過MLG分析，研究人員從物種組成上對糖尿病相關的微生物進行深入解讀，發現有益菌群和有害菌群之間存在拮抗關系，這在梭菌的不同菌群間表現尤為明顯。 與其他疾病中出現的嚴重腸道菌群失調相比，本研究揭示：Ⅱ型糖尿病患者僅出現了中度的腸道微生物菌群失調。進一步的功能分析表明，Ⅱ型糖尿病患者腸道中丟失了一些有益菌，反而一些有害菌有所增多，比如，產丁酸細菌在Ⅱ型糖尿病患者中有所減少，而丁酸主要可調節人體腸道微生態平衡，對腸道健康起著關鍵性的作用。同時，一些增加的條件致病菌在本研究中的中國人群體中具有很高的多樣性。此外，微生物基因功能分析還間接表明腸道環境的氧化壓力等可能與糖尿病存在一定關系。該研究是世界范圍內*個對腸道微生物進行宏基因組關聯分析的成功*。不僅從物種、功能及生態群落上詳盡展示了腸道微生物與Ⅱ型糖尿病的關聯特征，而且還令人信服地指出腸道微生物可以更好地被用來對Ⅱ型糖尿病等疾病進行風險評估及監控。 華大基因該項目負責人覃俊杰博士表示：“目前普遍認為很多慢性疾病都與腸道微生物相關，比如糖尿病和肥胖等。但在世界范圍內，該領域研究都還缺少足夠證據來說明，究竟是哪些微生物決定了人體健康，以及這些微生物是如何決定的。華大基因擁有進行大尺度并縱深研究的綜合實力，所以能在2010年*次發表人腸道微生物基因圖譜之后，再一次推動腸道微生物研究領域的發展。將來，我們還希望能發現和積累更多的科學證據，從而更好地推動腸道微生物研究在臨床上的應用。” 華大基因執行院長王俊表示：“人體腸道微生物基因組作為人類的第二套基因組，與人類健康有著密切的關系。高通量測序技術與宏基因組學研究為更好的詮釋腸道微生物與人類健康提供了一條途徑，同時也有助于疾病的預防和治療。我相信，基于腸道宏基因組的個體化醫療時代已不再遙遠。”