揭示肥胖和減重干預人群腸道微生物和血清代謝組變化

　　2017年6月19日，來自上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院、華大等機構的研究人員通過宏基因組關聯分析，結合血清代謝組學和蛋白組學研究手段，完成了中國青年肥胖人群腸道菌群、循環氨基酸和臨床表型之間的關系研究，建立了宏基因組和臨床指標的分類與預測模型。這項研究闡明了肥胖病的起因和發展的分子機制，為建立肥胖病精準分子分型和臨床轉歸精準預測提供了理論基礎，其最新成果在線發表于國際著名雜志Nature旗下子刊Nature Medicine。

　　肥胖已經成為世界性流行疾病，是2型糖尿病、心血管疾病和癌癥的主要風險因子之一。根據《中國居民營養與慢性病狀況報告(2015年)》，2012年我國成人肥胖率為11.9%，與2002年相比，上升了4.8個百分點；6-17歲兒童青少年肥胖率為6.4%，比2002年上升了4.3個百分點，超重肥胖問題在我國凸顯。而越來越多的證據表明腸道微生物和肥胖之間存在密切聯系：1）腸道微生物可以改變宿主對能量的攝取和貯存，成為肥胖的一個重要環境因子；2）肥胖個體腸道菌群的物種多樣性和基因豐富度比正常人群偏低，擬桿菌門和厚壁菌門的比值也偏低；3）研究表明肥胖個體通過飲食干預或者胃旁路手術（RYGB）降低體重后，擬桿菌門和厚壁菌門的比值升高；4）腸道微生物移植實驗表明腸道微生物和肥胖的發生發展之間存在因果關系。因此，研究腸道微生物和肥胖的關系對肥胖的預防和治療尤為重要。

　　來自華大、上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院等機構的研究人員共采集了257個來自健康人群、肥胖人群、經縮胃手術治療后的肥胖人群的糞便樣本和臨床指標，通過宏基因組關聯分析（Metagenome-wide association study, MGWAS）和MLG方法，進行肥胖相關基因的分類學研究和功能分析。研究結果顯示肥胖患者存在腸道菌群失調，對碳水化合物的利用能力升高，促炎癥因子、AAA和BCAA的產生增高。

　　為研究肥胖患者腸道微生物的改變與臨床指標相關性，研究人員通過PERMANOVA方法與隨機森林回歸方法，發現F. prausnitzii 和 B. thetaiotaomicron可能構成了連接腸道菌群和代謝狀態的潛在生物標志物；研究人員同時采用非靶向代謝組譜方法，研究腸道微生物的改變與宿主代謝物的相關性，結果表明腸道微生物的氨基酸代謝可能會調節血液循環中的氨基酸水平，從而加重肥胖和代謝并發癥的發展。

　　為進一步研究腸道菌群、循環氨基酸和臨床表型之間的關系，研究人員對23例進行縮胃手術治療的肥胖患者進行為期3月的跟蹤研究，結果顯示肥胖患者通過縮胃手術減重后，宏基因組和代謝組趨向于健康水平，為腸道菌群失調與肥胖存在因果關系提供了更加有力的證據。

　　深圳華大基因研究院宏基因組研究所項目負責人揭著業表示，近年來，在隊列研究和干預援救研究中，運用多組學方法預測肥胖進程和評估干預效能已成為國際研究熱點，但我國此類研究非常匱乏。本研究是首次利用多組學方法研究中國人群腸道菌群與肥胖關系，通過建立了宏基因組和臨床指標的分類和預測模型以及預后判斷相關的組學特征譜，為確保我國在肥胖的精準預測和治療方向上處于領先地位奠定了基礎，具有重要的社會現實意義。