孕婦腸道菌群分布特征及與空腹血糖水平的關(guān)系

陳曉輝，趙 艷

(上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬寶山醫(yī)院婦產(chǎn)科，上海 201900)

妊娠期糖代謝紊亂是導(dǎo)致不良妊娠結(jié)局的重要因素[1]。妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus，GDM)是常見(jiàn)的妊娠期代謝紊亂并發(fā)癥，隨著生活習(xí)慣及飲食結(jié)構(gòu)的改變，GDM的發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)[2]。GDM不僅導(dǎo)致孕婦自身妊娠期子癇前期、剖宮產(chǎn)、產(chǎn)后2型糖尿病等風(fēng)險(xiǎn)增加，同時(shí)也會(huì)引起新生兒呼吸窘迫綜合征、巨大兒、新生兒高膽紅素血癥等不良新生兒結(jié)局，嚴(yán)重影響母嬰健康[3]。因此，探究與妊娠期孕婦糖代謝水平異常的相關(guān)因素，有利于改善母嬰結(jié)局。腸道菌群與人體代謝性疾病密切相關(guān)，通過(guò)腸道上皮屏障作用、免疫進(jìn)化、營(yíng)養(yǎng)利用等方式影響著人體的健康狀態(tài)[4]。腸道菌群分為有益菌、有害菌和條件致病菌，在人體正常生理?xiàng)l件下，腸道菌群之間、腸道菌群與宿主之間相互制約，相互依存，使人體腸道內(nèi)的菌群多樣性和豐度處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)[5]。但當(dāng)機(jī)體內(nèi)外環(huán)境改變時(shí)，腸道菌群分布失衡，損傷腸道黏膜，導(dǎo)致胰島β細(xì)胞損傷和功能障礙，增加GDM的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可能使不良妊娠結(jié)局的發(fā)生率增加[6]。目前，關(guān)于體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)的變化與孕婦妊娠期血糖水平及妊娠結(jié)局的相關(guān)性研究較多[7]，但不同研究之間的異質(zhì)性較高。因此，本研究探討妊娠期孕婦腸道菌群特點(diǎn)與孕婦妊娠FPG水平及妊娠結(jié)局的相關(guān)性，為改善妊娠結(jié)局提供新思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年2月至2021年2月于上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬寶山醫(yī)院婦產(chǎn)科產(chǎn)檢并分娩的342例孕婦作為研究對(duì)象，根據(jù)妊娠結(jié)局，將孕婦分為正常妊娠組(278例)和不良妊娠組(64例)。不良妊娠結(jié)局包括早產(chǎn)10例，胎膜早破4例，產(chǎn)褥期感染6例，羊水污染5例，新生兒窒息7例，新生兒黃疸15例，新生兒感染7例，新生兒窒息4例，胎兒窘迫6例。正常妊娠組年齡22～34歲，平均(27.36±6.85)歲，孕周36～42周，平均(39.48±1.52)周，不良妊娠組年齡22～34歲，平均(28.14±7.02)歲，孕周36～42周，平均(39.21±1.67)周。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡22～34歲；(2)除糖尿病檢查指標(biāo)外，其它血常規(guī)、血生化、便常規(guī)及潛血實(shí)驗(yàn)無(wú)異常；(3)在我院產(chǎn)檢并分娩的孕婦；(4)孕婦及其家屬對(duì)本研究知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)患有心、肝、腎等嚴(yán)重疾?。?2)骨盆狹小或畸形、羊水異常、胎盤前置、胎兒發(fā)育異常；(3)孕期病毒感染、接觸放射線或有害物質(zhì)；(4)孕期服用影響胎兒的藥物；(5)多胎妊娠。

1.2 方法

1.2.1 一般資料的收集 通過(guò)電子病歷收集342例孕婦的一般資料，包括年齡、痛經(jīng)情況、孕前身高、孕前體重、孕前BMI、孕前吸煙情況、流產(chǎn)史、孕次、孕期增重、妊娠期高血壓、貧血、孕早期陰道流血。

1.2.2 腸道菌群的檢查 使用一次性棉簽，采集24～28孕周孕婦清晨自然排出的糞便50g，置于無(wú)菌采便盒內(nèi)送檢。用無(wú)菌稀釋液將1.0g糞便稀釋10倍，按此方法進(jìn)行反復(fù)稀釋，稀釋倍數(shù)分別為102、103、104、105、106、107、108倍。搖勻后制備成懸浮液，分別取50μL涂布于培養(yǎng)基。其中，腸桿菌、腸球菌于36℃培養(yǎng)箱進(jìn)行需氧培養(yǎng)24h，雙歧桿菌、乳桿菌、梭桿菌于36℃進(jìn)行48h的厭氧培養(yǎng)。定性檢測(cè)：菌落在10-3濃度的培養(yǎng)基上未培養(yǎng)出為陰性；定量檢測(cè)：通過(guò)菌落的形態(tài)和革蘭氏染色進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算出每個(gè)標(biāo)本中的平均菌落數(shù)量，目標(biāo)菌落數(shù)量=平均菌落數(shù)量×稀釋倍數(shù)。參照Z(yǔ)hao等[8]的方法測(cè)定妊娠期孕婦腸道微生物多樣性指標(biāo)OTUs、Ace指數(shù)、Shannon指數(shù)。提取樣本DNA，對(duì)16SrRNA基因高度可變區(qū)V4進(jìn)行PCR擴(kuò)增，構(gòu)建DNA文庫(kù)，測(cè)序結(jié)果輸入GenBank進(jìn)行比對(duì)。

1.2.3 觀察指標(biāo) 采集24～28孕周孕婦的空腹靜脈血5mL，3000r/min離心10min獲得血清，葡萄糖氧化酶法測(cè)定空腹血糖(fasting plasma glucose，F(xiàn)PG)水平，酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)檢測(cè)血清總膽固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(Triglycerides，TG)、高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)水平，全自動(dòng)糖化血紅蛋白檢測(cè)儀檢測(cè)血清糖化血紅蛋白(glycated hemoglobin A1c，HbA1c)水平，循環(huán)酶法采用全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)血清同型半胱氨酸(Homocysteine，Hcy)水平，化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)血清維生素B12(Vitamin B12，VB12)、葉酸水平。

2 結(jié) 果

2.1 兩組孕婦的一般資料比較 兩組孕婦的年齡、痛經(jīng)、孕前BMI、孕次、孕期增重、妊娠期高血壓、孕早期陰道流血比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。不良妊娠組孕婦的孕前吸煙、流產(chǎn)史、貧血比例明顯高于正常妊娠組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 兩組孕婦的一般資料比較

2.2 兩組孕婦腸道菌群分布特點(diǎn) 不良妊娠組孕婦腸道的腸桿菌、腸球菌菌落數(shù)明顯多于正常妊娠組，雙歧桿菌、乳桿菌的菌落數(shù)明顯少于正常妊娠組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，兩組孕婦腸道的梭桿菌菌落數(shù)比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。

表2 兩組孕婦腸道菌群分布特點(diǎn)

2.3 兩組孕婦腸道微生物多樣性分析 不良妊娠組的OTUs、Ace指數(shù)、Shannon指數(shù)明顯低于正常妊娠組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 兩組孕婦腸道微生物多樣性分析

2.4 兩組孕婦血生化指標(biāo)比較 兩組孕婦的血清TC、TG、HDL-C、LDL-C水平比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，不良妊娠組孕婦的血清FPG、HbA1c、Hcy水平明顯高于正常妊娠組，VB12、葉酸水平明顯低于正常妊娠組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表4。

表4 兩組孕婦的血生化指標(biāo)比較

2.5 多因素logistic回歸分析影響不良妊娠結(jié)局的因素 將上述兩組孕婦間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的指標(biāo)作為自變量，將妊娠結(jié)局作為因變量，采用多因素logistic回歸分析影響不良妊娠結(jié)局的因素。結(jié)果顯示，孕前吸煙、流產(chǎn)史、貧血，腸桿菌、腸球菌菌落數(shù)增多，雙歧桿菌、乳桿菌菌落數(shù)減少，OTUs、Ace指數(shù)、Shannon指數(shù)降低，血清FPG、HbA1c、Hcy水平升高，VB12、葉酸水平降低均是導(dǎo)致孕婦不良妊娠結(jié)局的危險(xiǎn)因素。見(jiàn)圖1。

圖1 多因素logistic回歸分析影響不良妊娠結(jié)局因素的森林圖

2.6 相關(guān)性分析 妊娠期孕婦腸道菌群中腸桿菌、腸球菌的菌落數(shù)分別與妊娠FPG水平、妊娠結(jié)局呈明顯正相關(guān)(P<0.05)，雙歧桿菌、乳桿菌分別與妊娠FPG水平、妊娠結(jié)局呈明顯負(fù)相關(guān)(P<0.05)。見(jiàn)表5。

表5 妊娠期孕婦腸道菌群特點(diǎn)與孕婦妊娠空腹血糖水平、妊娠結(jié)局的相關(guān)性分析

3 討 論

腸道中存在物種豐富的微生物群落，當(dāng)機(jī)體患有糖尿病、肥胖等代謝性疾病或處于慢性炎癥狀態(tài)時(shí)，有益菌與有害菌所占比例失調(diào)，腸道微生物多樣性發(fā)生改變，可能會(huì)促進(jìn)疾病的發(fā)生和發(fā)展[9]。近年來(lái)，越來(lái)越多的學(xué)者廣泛關(guān)注腸道菌群與人體相關(guān)疾病的關(guān)系，認(rèn)為腸道菌群的分布特征與2型糖尿病等代謝疾病相關(guān)[10]?，F(xiàn)今，醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)對(duì)我國(guó)婦幼保健尤為關(guān)注。正常妊娠時(shí)，為了滿足產(chǎn)后哺乳儲(chǔ)備能量和胎兒生長(zhǎng)發(fā)育的需要，妊娠期孕婦的糖代謝會(huì)發(fā)生生理性改變，血糖水平過(guò)度升高會(huì)導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，進(jìn)而導(dǎo)致GDM的發(fā)生，是圍產(chǎn)期婦女的主要并發(fā)癥之一[11]。GDM患者的血糖升高，增加妊娠期高血壓的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，并嚴(yán)重?fù)p傷器官和組織，導(dǎo)致孕產(chǎn)婦和圍生兒并發(fā)癥的發(fā)生，威脅產(chǎn)婦和新生兒健康[12]。因此，分析影響妊娠期孕婦妊娠結(jié)局的危險(xiǎn)因素，探究妊娠期孕婦腸道菌群特點(diǎn)與妊娠期FPG、妊娠結(jié)局的相關(guān)性，對(duì)臨床上降低不良妊娠結(jié)局的發(fā)生率有重要意義。

楊奕梅等[13]結(jié)果顯示，妊娠早期血清FPG水平高的孕婦妊娠結(jié)局較差，本研究也得出相似的結(jié)論。原因可能是孕婦的血糖若得不到有效的控制，過(guò)度或持續(xù)升高，容易導(dǎo)致GDM的發(fā)生，而GDM是造成不良妊娠結(jié)局的因素。吳莎[14]研究表明，GDM正常妊娠孕婦與GDM不良妊娠孕婦的腸道菌群組成有差異，腸道菌群紊亂與GDM孕婦不良妊娠結(jié)局有關(guān)。本研究中，孕婦腸道有益菌菌群數(shù)量減少、有害菌菌群數(shù)量增加是導(dǎo)致不良妊娠結(jié)局的危險(xiǎn)因素。其原因可能是:雙歧桿菌、乳桿菌屬于有益菌，菌群數(shù)量下降，影響腸道黏膜上皮的完整性，屏障保護(hù)功能喪失，進(jìn)入人體的細(xì)菌分泌的毒性因子增加了對(duì)胰島細(xì)胞的損傷[15]；腸桿菌和腸球菌屬于有害菌，其菌群數(shù)量增加，導(dǎo)致有害菌的感染風(fēng)險(xiǎn)增加，誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)，促進(jìn)β細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致血糖水平升高，長(zhǎng)期的血糖水平紊亂可能引發(fā)GDM，進(jìn)而增加不良妊娠結(jié)局的風(fēng)險(xiǎn)[16]。本研究中，孕婦腸道菌群中腸桿菌、腸球菌的菌落數(shù)分別與FPG水平、妊娠結(jié)局呈明顯正相關(guān)，雙歧桿菌、乳桿菌分別與妊娠FPG水平、妊娠結(jié)局呈明顯負(fù)相關(guān)。本研究表明，孕婦腸道菌群紊亂及FPG水平升高均與不良妊娠結(jié)局有關(guān)，其機(jī)制可能是孕婦腸道菌群分布通過(guò)改變血清FPG水平，進(jìn)而影響妊娠結(jié)局。

王艷輝等[17]研究表明，孕前吸煙、流產(chǎn)史、貧血是導(dǎo)致不良妊娠結(jié)局的危險(xiǎn)因素，本研究也得出一致的結(jié)論。尼古丁可促進(jìn)絨毛膜滋養(yǎng)細(xì)胞膜表面異常生物學(xué)因子的表達(dá)和自身免疫性抗原表位的暴露水平，通過(guò)自身免疫性損傷增加流產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)[18]。人工流產(chǎn)會(huì)對(duì)子宮內(nèi)膜造成損傷，若人工流產(chǎn)后再次妊娠的時(shí)間間隔較短，子宮內(nèi)膜功能尚未完全恢復(fù)，影響胎盤附著和供血，從而導(dǎo)致胎兒窘迫的發(fā)生。妊娠期重度貧血的孕婦容易導(dǎo)致胎兒宮內(nèi)缺氧、宮內(nèi)窘迫及新生兒窒息的風(fēng)險(xiǎn)。本研究中，孕婦血清Hcy水平升高、VB12和葉酸水平降低是導(dǎo)致不良妊娠結(jié)局的危險(xiǎn)因素，與李朝輝等[19]研究結(jié)果一致。葉酸參與機(jī)體RNA、DNA、蛋白質(zhì)的合成，葉酸缺乏影響細(xì)胞增殖和胎兒生長(zhǎng)發(fā)育；VB12是參與機(jī)體多種反應(yīng)性的輔酶，VB12缺乏會(huì)導(dǎo)致多系統(tǒng)功能障礙；血清Hcy水平與葉酸和VB12的代謝水平有關(guān)，VB12蓄積提示葉酸、VB12缺乏，增加不良妊娠結(jié)局的風(fēng)險(xiǎn)。本研究中，孕婦血清HbA1c水平升高與不良妊娠結(jié)局有關(guān)，與鄧?guó)P芹[20]研究結(jié)果相似。HbA1c是由葡萄糖和血紅蛋白的游離氨基結(jié)合形成的，形成速度與紅細(xì)胞周圍環(huán)境中血糖濃度呈正相關(guān)。

綜上所述，孕前吸煙、流產(chǎn)史、貧血，血清FPG、HbA1c、Hcy水平升高，VB12、葉酸水平降低均是導(dǎo)致孕婦不良妊娠結(jié)局的危險(xiǎn)因素，有利于臨床上風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別。孕婦腸道菌群分布與妊娠期FPG水平及妊娠結(jié)局具有明顯的相關(guān)性，可能由于腸道菌群改變，使FPG水平升高，從而影響妊娠結(jié)局。臨床上，對(duì)于腸道菌群紊亂的孕產(chǎn)婦，采取針對(duì)性措施改善腸道菌群環(huán)境，從而降低不良妊娠結(jié)局的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。