炎癥因素及腸道菌群調(diào)節(jié)對(duì)妊娠期糖尿病的影響

楊娉 游一平 唐雅兵 蔣玉蓉

妊娠期糖尿病(GDM)是妊娠特發(fā)疾病之一，常導(dǎo)致胎兒窘迫、早產(chǎn)、新生兒呼吸窘迫綜合征等不良結(jié)局，胰島素抵抗是GDM主要病理機(jī)制，遺傳因素、肥胖、炎癥因子等均參與其中。近年來(lái)，感染因素成為GDM及II型糖尿病的研究熱點(diǎn)。內(nèi)毒素、C反應(yīng)蛋白(CRP)是具有代表性的炎癥相關(guān)指標(biāo)，本研究旨在通過(guò)內(nèi)毒素、CRP等檢測(cè)探討炎癥因素在GDM發(fā)病機(jī)制中的作用，并了解腸道菌群調(diào)節(jié)在血糖控制中的作用。

資料與方法

1.一般資料：選擇2018年5月—2020年5月本院產(chǎn)科門診妊娠期糖尿病單胎初產(chǎn)婦40例作為GDM組，妊娠24～28周，年齡20～38歲,均未合并上呼吸道感染、高血壓、免疫性疾病、PCOS或其他內(nèi)分泌疾病等；選擇同期40例正常孕婦作為對(duì)照組。各組間年齡、孕周、孕次、基礎(chǔ)體重比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

表1 一般資料比較

2.方法：(1)禁食8～12 h，晨起空腹行口服葡萄糖耐量試驗(yàn)(OGTT)，在空腹、服糖后1 h及服糖后2 h狀態(tài)下采血共三次，同時(shí)空腹抽血行CRP、空腹胰島素測(cè)定。OGTT檢測(cè)方法、GDM診斷標(biāo)準(zhǔn)及GDM分級(jí)：參照人民衛(wèi)生出版社第9版《婦產(chǎn)科學(xué)》[1]。(2)內(nèi)毒素血樣采集:采肘靜脈血4 mL,離心10～15 min,3 000 r/min,2～8℃保存，24 h內(nèi)檢測(cè)。革蘭氏陰性菌脂多糖檢測(cè)試劑盒(顯色法)由丹娜(天津)生物科技有限公司生產(chǎn)，采用動(dòng)態(tài)顯色法檢測(cè)，以<0.08 EU/mL為正常值。酶標(biāo)儀注冊(cè)號(hào)：國(guó)械注進(jìn)20142406052。根據(jù)內(nèi)毒素升高與否將GDM組分為內(nèi)毒素升高亞組和內(nèi)毒素正常亞組。(3)功能性便秘的診斷依據(jù)參考羅馬Ⅳ診斷標(biāo)準(zhǔn)[2-3]。(4)對(duì)GDM對(duì)象進(jìn)行糖尿病飲食指導(dǎo)及益生菌添加建議，依從者添加含雙歧桿菌的益生菌制劑持續(xù)一周以上，根據(jù)是否添加益生菌將GDM組分為添加亞組和未添加亞組。血糖控制效果分為A1級(jí)(空腹快速血糖<5.3 mmol/L，餐后2 h快速血糖<6.7 mmol/L)和A2級(jí)(血糖水平高于A1標(biāo)準(zhǔn))。

3.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理：采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩樣本均數(shù)的比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，兩樣本率的比較采用pearsonχ2檢驗(yàn)或連續(xù)校正的χ2檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

GDM組血清內(nèi)毒素、CRP、空腹胰島素、功能性便秘發(fā)生率和早產(chǎn)率均高于正常對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表2。

表2 兩組間內(nèi)毒素、CRP等指標(biāo)的比較

GDM組中內(nèi)毒素升高9例，其空腹胰島素、OGTT空腹血糖、OGTT 1 h血糖、OGTT 2 h血糖均高于內(nèi)毒素正常亞組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表3。

表3 GDM組中內(nèi)毒素升高對(duì)空腹胰島素及血糖的影響

對(duì)所有GDM對(duì)象進(jìn)行糖尿病飲食指導(dǎo)及益生菌添加建議，其中27例(67.5%，27/40)添加益生菌，13例(32.5%，13/40)未添加益生菌，一周后評(píng)價(jià)血糖控制水平，添加益生菌組血糖控制良好(A1級(jí))24例，控制欠佳(A2級(jí))3例；未添加益生菌組A1級(jí)7例，A2級(jí)6例；兩組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

討論

1.內(nèi)毒素與GDM:GDM是常見的妊娠并發(fā)癥，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，胰島素抵抗是公認(rèn)的主要機(jī)制，妊娠中晚期孕婦對(duì)胰島素的敏感性下降，如胰島素代償性分泌不足，則容易發(fā)病。近年來(lái)，感染因素已成為胰島素抵抗、GDM的主要研究方向之一。

內(nèi)毒素是目前具有代表性的炎癥通路啟動(dòng)因子，其通過(guò)與受體(TRL4)復(fù)合物特異性結(jié)合,激活靶細(xì)胞一系列信號(hào)傳導(dǎo)通路,分泌多種細(xì)胞因子等生物活性物質(zhì)，引起細(xì)胞損傷和凋亡[4-5]。除了引起傳統(tǒng)意義上的臨床感染，如感染性休克等，內(nèi)毒素還可能引起“慢性低度炎癥”。腸道菌群誘發(fā)的“代謝性內(nèi)毒素血癥”能誘導(dǎo)肥胖患者體內(nèi)長(zhǎng)期處于低水平全身性炎性反應(yīng)狀態(tài)[6]。GDM孕婦體內(nèi)內(nèi)毒素可能通過(guò)作用于單核細(xì)胞表面TLR4受體，激活TLR4-NF-κB通路表達(dá)大量細(xì)胞因子(如IL-1、TNF-α等)，損傷胰島功能，抑制β細(xì)胞基因表達(dá)，降低了血糖誘導(dǎo)的胰島素分泌，提示內(nèi)毒素可能在GDM炎癥機(jī)制的始動(dòng)環(huán)節(jié)發(fā)揮作用[7-8]。也有文章報(bào)道內(nèi)毒素通過(guò)激活脂肪細(xì)胞表面 TLR4 受體促進(jìn)下游炎癥信號(hào)通路表達(dá)，形成低度炎癥狀態(tài)導(dǎo)致胰島素抵抗[9-10]。

CRP是一種由肝細(xì)胞合成的急性時(shí)相反應(yīng)蛋白，為非特異性炎性標(biāo)志物，機(jī)體損傷或細(xì)菌感染時(shí)顯著升高。有研究發(fā)現(xiàn)CRP升高與GDM發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)具有明顯的相關(guān)性[11-12]。

本研究發(fā)現(xiàn)GDM組內(nèi)毒素、CRP水平及空腹胰島素均高于對(duì)照組，GDM合并內(nèi)毒素升高者其空腹胰島素、OGTT試驗(yàn)三項(xiàng)血糖均高于內(nèi)毒素正常者，這均與上述觀點(diǎn)相符。GDM對(duì)胎兒危害大，早產(chǎn)發(fā)生率高，除了與GDM孕婦羊水偏多、胎兒偏大所致自發(fā)性早產(chǎn)及胎兒窘迫所致醫(yī)源性早產(chǎn)等有關(guān)，亦不排除系亞臨床感染引起胎膜早破，從而增加GDM早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)所致。

2.腸道菌群與GDM：腸道微生物群組成的失衡與一系列代謝紊亂有關(guān)，腸道微生態(tài)環(huán)境的破壞、炎癥因子的釋放等是GDM及II型糖尿病發(fā)生發(fā)展的研究熱點(diǎn)。

Crusell等[13]發(fā)現(xiàn)，與正常血糖孕婦相比,GDM與腸道菌群組成破壞有關(guān)，產(chǎn)后8個(gè)月后仍可檢測(cè)到這種腸道菌群特征的差異。GDM婦女在孕期和之后的腸道微生物群組成與報(bào)道的2型糖尿病等相關(guān)代謝異常的非孕患者的異常微生物群組成相似。Xu等[14]、Ferrocino等[15]的研究亦有類似發(fā)現(xiàn)，這些微生物特征的改變可能是監(jiān)測(cè)GDM妊娠健康管理的非侵入性生物標(biāo)志物。

Ferrocino等[15]對(duì)41名GDM患者進(jìn)行了一項(xiàng)前瞻性研究，在妊娠期GDM患者中檢測(cè)到較高的細(xì)菌豐度和促炎類群與代謝/炎癥變量之間的強(qiáng)相關(guān)性；糞桿菌、布勞特氏菌等呈現(xiàn)出與血糖、胰島素等指標(biāo)的相關(guān)性，而薩特菌與CRP水平相關(guān)；遵循飲食建議的患者在研究結(jié)束時(shí)表現(xiàn)出更好的代謝和炎癥狀態(tài)，擬桿菌顯著減少。

研究發(fā)現(xiàn)[16]，在妊娠早期階段(10～15周)，通過(guò)V4區(qū)16S rRNA基因擴(kuò)增測(cè)序評(píng)估腸道微生物群；Eisenbergiella菌、Tyzzerella菌 4和毛螺菌NK4A136在GDM組中富集，而Parabacteroides菌、Megasphaera菌和Eubacterium eligens菌在正常對(duì)照孕婦中占優(yōu)勢(shì)；Eisenbergiella和Tyzzerella 菌4與空腹血糖水平呈正相關(guān)，而Parabacteroides菌、Parasutterella菌與Ruminococcaceae UCG 002則與空腹血糖水平呈負(fù)相關(guān)。妊娠早期腸道細(xì)菌失調(diào)可能與后期GDM發(fā)展相關(guān)，腸道微生物靶向生物標(biāo)志物可作為GDM的潛在預(yù)測(cè)因子。

Wu等[17]發(fā)現(xiàn)，dorei擬桿菌與OGTT空腹血糖和1 h血糖均呈正相關(guān)，擬桿菌sp.3_1_33FAA與OGTT血糖的相關(guān)變化趨勢(shì)類似；Alistipes putredinis菌與OGTT 1 h及2 h血糖呈負(fù)相關(guān)；Q-PCR驗(yàn)證進(jìn)一步證實(shí)了dorei擬桿菌葡萄糖耐量位點(diǎn)與OGTT反應(yīng)的相關(guān)性。

腸道微生物可能成為潛在的GDM監(jiān)測(cè)和治療的標(biāo)志物，制定調(diào)整腸道菌群的策略可能是影響產(chǎn)婦代謝健康的潛在辦法[15,17]。Luoto等[18]的研究發(fā)現(xiàn)，含有乳桿菌GG和雙歧桿菌lactis BB12 的益生菌干預(yù)膠囊結(jié)合飲食調(diào)節(jié)可使患GDM的風(fēng)險(xiǎn)從34%降低到13%。2013年一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中,妊娠后期每天攝入200克的傳統(tǒng)或益生菌酸奶，其血清胰島素水平有顯著差異，認(rèn)為食用益生菌酸奶可能維持血清胰島素水平，并可能有助于預(yù)防妊娠期胰島素抵抗的發(fā)展[19]。在Halkjaer等[20]的一項(xiàng)初步研究中，孕前體重指數(shù)在30～35 kg/m2之間的肥胖孕婦，從妊娠14～20周至分娩每天服用益生菌(Vivomixx ?)或安慰劑。從臨床的角度來(lái)看，益生菌可以通過(guò)誘導(dǎo)腸道微生物群的變化來(lái)控制體重增加和減少懷孕期間的并發(fā)癥。Homayouni 等[21]通過(guò)PubMed、Science Direct、Cochran和Medlib檢索2000年至2017年以益生菌、預(yù)防和妊娠期糖尿病為關(guān)鍵詞的臨床試驗(yàn)論文，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)和臨床證據(jù)支持通過(guò)益生菌調(diào)節(jié)腸道菌群可有效預(yù)防妊娠期糖尿病的假設(shè)，當(dāng)然還需要更多的驗(yàn)證性研究。

妊娠期腸道菌群紊亂可能引起慢性炎癥反應(yīng)、內(nèi)毒素血癥、胰島素抵抗等，這些機(jī)制可能互相影響，共同作用，孕期補(bǔ)充益生菌可能調(diào)節(jié)腸道菌群，促進(jìn)機(jī)體糖代謝而有效降低 GDM 風(fēng)險(xiǎn)[22-24]。

本研究發(fā)現(xiàn)，GDM組合并功能性便秘的比例較正常孕婦高，其在飲食控制過(guò)程中添加益生菌有利于血糖控制，未來(lái)可考慮加大樣本量或結(jié)合大便菌群測(cè)定等來(lái)進(jìn)一步評(píng)價(jià)腸道菌群調(diào)控對(duì)于血糖控制的意義。

3.結(jié)論：受免疫狀態(tài)改變及雌孕激素等影響，孕婦相對(duì)易于出現(xiàn)便秘、腸道菌群失調(diào)，而感染因素是胰島素抵抗、GDM發(fā)生發(fā)展的重要原因。改善消化道動(dòng)力，調(diào)節(jié)腸道菌群，合理應(yīng)用益生菌可能提高腸道屏障功能并減少炎癥刺激，改善胰島素抵抗，控制GDM 的發(fā)生及發(fā)展。