2 型糖尿病的血液透析患者肠道微生物组学高通量测序分析

doi:10.3877/cma.j.issn.2095-3216.2024.06.003

中华肾病研究电子杂志 ›› 2024, Vol. 13 ›› Issue (06) : 313 -320. doi: 10.3877/cma.j.issn.2095-3216.2024.06.003

论著

2 型糖尿病的血液透析患者肠道微生物组学高通量测序分析

杜军霞¹^,², 赵小淋¹, 王浩然¹, 高志远¹, 王曼茜¹, 万楠熙¹, 张冬¹, 丁潇楠¹^,², 任琴琴¹, 段颖洁¹, 汤力¹, 朱晗玉¹^,^†(

)

1.100853 北京，解放军总医院第一医学中心肾脏病医学部，肾脏疾病全国重点实验室，国家慢性肾病临床医学研究中心，肾脏疾病研究北京市重点实验室
2.100853 北京，解放军医学院

收稿日期:2024-07-22 出版日期:2024-12-28
通信作者: 朱晗玉
基金资助:
国家自然科学基金（62271506）

High throughput sequencing analysis of intestinal microbiome in hemodialysis patients with type 2 diabetes

Junxia Du¹^,², Xiaolin Zhao¹, Haoran Wang¹, Zhiyuan Gao¹, Manqian Wang¹, Nanxi Wan¹, Dong Zhang¹, Xiaonan Ding¹^,², Qinqin Ren¹, Yingjie Duan¹, Li Tang¹, Hanyu Zhu¹^,^†()

1.Department of Nephrology， First Medical Center of Chinese PLA General Hospital， National Key Laboratory of Kidney Diseases， National Clinical Research Center for Kidney Diseases， Beijing Key Laboratory of Kidney Disease
2.Medical School of Chinese PLA； Beijing 100853， China

Received:2024-07-22 Published:2024-12-28
Corresponding author: Hanyu Zhu

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引用本文：

杜军霞, 赵小淋, 王浩然, 高志远, 王曼茜, 万楠熙, 张冬, 丁潇楠, 任琴琴, 段颖洁, 汤力, 朱晗玉. 2 型糖尿病的血液透析患者肠道微生物组学高通量测序分析[J/OL]. 中华肾病研究电子杂志, 2024, 13(06): 313-320.

Junxia Du, Xiaolin Zhao, Haoran Wang, Zhiyuan Gao, Manqian Wang, Nanxi Wan, Dong Zhang, Xiaonan Ding, Qinqin Ren, Yingjie Duan, Li Tang, Hanyu Zhu. High throughput sequencing analysis of intestinal microbiome in hemodialysis patients with type 2 diabetes[J/OL]. Chinese Journal of Kidney Disease Investigation(Electronic Edition), 2024, 13(06): 313-320.

目的

基于RNA 测序技术探究2 型糖尿病血液透析患者的肠道微生物组学特征及变化。

方法

本横断面研究招募2023 年5 月～12 月于解放军总医院就诊的血液透析患者，将2 型糖尿病患者划为2 型糖尿病组，同期匹配未合并2 型糖尿病的患者为对照组。所有入组患者均收集一般信息及临床资料；对患者粪便样本，通过RNA 高通量测序技术分析其微生物组成，探究两组患者肠道菌群的α 多样性、β 多样性和物种方面差异。

结果

总计纳入52 例血液透析患者，2 型糖尿病组和对照组各26 例。两组患者肠道微生物群的β 多样性差异具有统计学意义（P ＜0.05），而α 多样性差异无统计学意义（P ＞0.05）。两组间具有显著差异的肠道微生物群共11 个（线性判别分析阈值4，P 均＜0.05）。2 型糖尿病组显著富集变形菌门、伽玛变形菌纲、肠杆菌目、克里斯滕森氏菌科、肠杆菌科及其埃希氏菌属，而对照组则显著富集厚壁菌门、梭菌纲、真杆菌目、毛螺菌科及布劳特氏菌属。

结论

2 型糖尿病的血液透析患者，其肠道微生物组学在不同分类水平上可以呈现不同程度的变化。

关键词: 血液透析, 2 型糖尿病, 肠道微生物组学

Objective

To explore the characteristics and changes of intestinal microbiome in hemodialysis patients with type 2 diabetes mellitus based on RNA sequencing technology.

Methods

This cross-sectional study enrolled hemodialysis patients who visited the Chinese PLA General Hospital from May to December 2023. The hemodialysis patients with type 2 diabetes were divided into a type 2 diabetes group，while those matched at the same time without type 2 diabetes were divided as a control group. General information and clinical data were collected from all the enrolled patients. Fecal samples from the patients were analyzed for their microbial composition by means of high-throughput RNA sequencing techniques，exploring the differences in α diversity， β diversity， and species of intestinal microbiota between the two groups.

Results

A total of 52 hemodialysis patients were included，with 26 in the type 2 diabetes group and 26 in the control group. There was a statistically significant difference in the β diversity of intestinal microbiota between the two groups （P ＜0. 05）， but not in the α diversity （P ＞0. 05）. There were significant differences between the two groups in a total of 11 intestinal microbiota （linear discriminant analysis threshold 4， P ＜0.05）. The type 2 diabetes group significantly enriched Proteobacteria， Gamma Proteobacteria， Enterobacteriaceae， Christenseniaceae， Enterobacteriaceae， and its Escherichia， while the control group significantly enriched Firmicutes， Clostridia， Eubacilli， Trichospiriceae， and its Brautzia.

Key words: Hemodialysis, Type 2 diabetes, Intestinal microbiome

表1 两组血液透析患者的临床资料

项目	对照组（26例）	2型糖尿病组（26例）	P值
年龄（岁）	61.5（51.0～67.3）	61.5（51.0～67.3）	0.991
男性［例（%）］	13（50.0）	13（50.0）	1.000
身体质量指数（kg/m²）	21.13±2.12	21.74±2.94	0.393
动静脉内瘘［例（%）］	21（80.8）	19（73.1）	0.510
透析周期（月）	49.0（34.8～99.0）	53.5（20.0～91.3）	0.487
白蛋白（g/L）	39.20（36.90～41.40）	40.20（36.70～42.25）	0.735
肌酐（μmol/L）	859.20（753.90～1142.78）	862.35（578.53～1013.50）	0.600
尿素（mmol/L）	25.86±1.29	24.66±1.16	0.159
尿酸（μmol/L）	401.30±18.75	406.93±16.03	0.872
空腹血糖（mmol/L）	5.99（5.06～7.61）	9.83（6.28～11.13）	0.003
甘油三脂（mmol/L）	2.51（1.33～3.29）	2.99（1.56～3.87）	0.510
总胆固醇（mmol/L）	3.21（1.17～4.37）	2.96（1.36～4.68）	0.978
高密度脂蛋白胆固醇（mmol/L）	1.13±0.05	1.13±0.07	0.349
低密度脂蛋白胆固醇（mmol/L）	2.23±0.17	2.21±0.18	0.672
血红蛋白（g/L）	107.00（95.75～126.25）	115.50（104.75-121.50）	0.272
超敏C反应蛋白（mg/dl）	0.85（0.34～2.17）	0.37（0.32～0.98）	0.184

表1 两组血液透析患者的临床资料

项目	对照组（26例）	2型糖尿病组（26例）	P值
年龄（岁）	61.5（51.0～67.3）	61.5（51.0～67.3）	0.991
男性［例（%）］	13（50.0）	13（50.0）	1.000
身体质量指数（kg/m²）	21.13±2.12	21.74±2.94	0.393
动静脉内瘘［例（%）］	21（80.8）	19（73.1）	0.510
透析周期（月）	49.0（34.8～99.0）	53.5（20.0～91.3）	0.487
白蛋白（g/L）	39.20（36.90～41.40）	40.20（36.70～42.25）	0.735
肌酐（μmol/L）	859.20（753.90～1142.78）	862.35（578.53～1013.50）	0.600
尿素（mmol/L）	25.86±1.29	24.66±1.16	0.159
尿酸（μmol/L）	401.30±18.75	406.93±16.03	0.872
空腹血糖（mmol/L）	5.99（5.06～7.61）	9.83（6.28～11.13）	0.003
甘油三脂（mmol/L）	2.51（1.33～3.29）	2.99（1.56～3.87）	0.510
总胆固醇（mmol/L）	3.21（1.17～4.37）	2.96（1.36～4.68）	0.978
高密度脂蛋白胆固醇（mmol/L）	1.13±0.05	1.13±0.07	0.349
低密度脂蛋白胆固醇（mmol/L）	2.23±0.17	2.21±0.18	0.672
血红蛋白（g/L）	107.00（95.75～126.25）	115.50（104.75-121.50）	0.272
超敏C反应蛋白（mg/dl）	0.85（0.34～2.17）	0.37（0.32～0.98）	0.184

图1 两组的α 多样性比较注：A：Chao1 多样性指数比较；B：香农多样性指数比较

图2 两组血液透析患者的β 多样性比较注：A：非度量多维尺度分析（non-metric multidimensional scaling，NMDS）； B：主坐标分析（principal co-ordinates analysis，PCoA），主坐标1 （x 轴）为38.74%，主坐标2（y 轴）为21.23%；两图中的点代表样本，样本间距离越近，物种越相似

图3 两组血液透析患者门水平肠道微生物群丰度组成分析

图4 两组血液透析患者差异物种的比较注：A：两组的物种进化分支图。由内到外的圆圈依次代表门至属的分类级别，不同分类级别上的每一个小圆圈代表该水平下的一个分类，小圆圈的直径大小代表了相对丰度的大小，黄色节点代表无显著差异的物种，红色节点代表在2 型糖尿病组中显著富集的物种，绿色节点代表在对照组中显著富集的物种；B：线性判别分析（linear discriminant analysis，LDA）柱状图。柱状图的长度代表差异物种的贡献度大小（即为LDA值），图中展示了LDA 值大于4 的条件下两组间丰度有显著差异的物种；p：门；c：纲；o：目；f：科；g：属

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