华大基因揭示肠道菌群与T2D之间的关系

       2012年9月27日，由来自深圳华大基因研究院、深圳市第二人民医院等单位组成的中国科学家团队主导完成的“肠道微生物与Ⅱ型糖尿病的宏基因组关联分析”研究成果在*杂志《自然》（nature）上在线发表。该研究为全面揭示Ⅱ型糖尿病与肠道微生物之间的关系奠定了重要的分子基础，为通过DNA序列的微生物分类提供了新方法。这项成果同时也体现出基于肠道菌群的关联分析在糖尿病的临床评定和病人诊断中的应用价值和前景。

Ⅱ型糖尿病（type 2 diabetes, T2D）是一种由遗传和环境因素共同引起的复杂内分泌疾病。久病可引起多个系统损害，病情严重或应激时可发生急性代谢紊乱，如酮症酸中毒等。其病因和发病机制较复杂，目前认为属多基因、多因素的异质性疾病。人体肠道微生物对维持人类健康发挥着重大作用，并在肠道中保持着动态的平衡。而这种平衡因某些因素被打破而致使肠道菌群发生紊乱时，人体可能就会患上各种疾病。近年越来越多的研究表明Ⅱ型糖尿病可能与肠道菌群存在相关性，但是一直缺少全面系统的研究成果来支持。目前糖尿病还无法*，而现有的治疗方法也需要大力改进。

在本研究中，来自华大基因的研究人员基于新一代鸟枪法深度测序技术，研发出一种新的宏基因组关联分析（Metagenome-Wide Association Study, MGWAS）方法。通过该方法，他们对345个中国人的肠道微生物进行了两阶段的宏基因组关联分析，共鉴定出大约60,000个Ⅱ型糖尿病相关的分子标记。本研究从分子层面上，明确了在中国人群中的糖尿病患者与非糖尿病患者在肠道微生物组成上差异。

此外，研究人员还建立了一个全新概念——宏基因组连锁群（metagenomic linkage group，MLG），以便于对大量的宏基因组数据进行物种描述及分类，并可替代传统的物种分类方法，而且能为未知物种提供宏基因组水平的信息，例如染色体上细菌物种的特定区域，质粒和噬菌体等可移动的遗传因子。通过MLG分析，研究人员从物种组成上对糖尿病相关的微生物进行深入解读，发现有益菌群和有害菌群之间存在拮抗关系，这在梭菌的不同菌群间表现尤为明显。

与其他疾病中出现的严重肠道菌群失调相比，本研究揭示：Ⅱ型糖尿病患者仅出现了中度的肠道微生物菌群失调。进一步的功能分析表明，Ⅱ型糖尿病患者肠道中丢失了一些有益菌，反而一些有害菌有所增多，比如，产丁酸细菌在Ⅱ型糖尿病患者中有所减少，而丁酸主要可调节人体肠道微生态平衡，对肠道健康起着关键性的作用。同时，一些增加的条件致病菌在本研究中的中国人群体中具有很高的多样性。此外，微生物基因功能分析还间接表明肠道环境的氧化压力等可能与糖尿病存在一定关系。该研究是世界范围内*个对肠道微生物进行宏基因组关联分析的成功*。不仅从物种、功能及生态群落上详尽展示了肠道微生物与Ⅱ型糖尿病的关联特征，而且还令人信服地指出肠道微生物可以更好地被用来对Ⅱ型糖尿病等疾病进行风险评估及监控。

华大基因该项目负责人覃俊杰博士表示：“目前普遍认为很多慢性疾病都与肠道微生物相关，比如糖尿病和肥胖等。但在世界范围内，该领域研究都还缺少足够证据来说明，究竟是哪些微生物决定了人体健康，以及这些微生物是如何决定的。华大基因拥有进行大尺度并纵深研究的综合实力，所以能在2010年*次发表人肠道微生物基因图谱之后，再一次推动肠道微生物研究领域的发展。将来，我们还希望能发现和积累更多的科学证据，从而更好地推动肠道微生物研究在临床上的应用。”

华大基因执行院长王俊表示：“人体肠道微生物基因组作为人类的第二套基因组，与人类健康有着密切的关系。高通量测序技术与宏基因组学研究为更好的诠释肠道微生物与人类健康提供了一条途径，同时也有助于疾病的预防和治疗。我相信，基于肠道宏基因组的个体化医疗时代已不再遥远。”