马来西亚2型糖尿病患者上呼吸道与肠道菌群失调及尿液代谢组改变的研究

本研究针对马来西亚2型糖尿病（T2DM）患者上呼吸道（URT）和肠道菌群失调与代谢紊乱的关联展开研究，通过16S rRNA测序和尿液代谢组学分析，发现糖尿病患者上呼吸道机会性病原体携带率升高，肠道中促炎性大肠杆菌富集，尿液中山梨醇和牛磺酸水平显著上升，揭示了菌群-代谢物-免疫互作在糖尿病合并呼吸道感染中的潜在机制，为针对性干预提供了新方向。

　　

糖尿病作为一种全球高发的代谢性疾病，近年来在马来西亚的患病率持续攀升，预计到2025年将有超过30%的人口受其影响。这类患者不仅血糖控制困难，更常伴随免疫功能下降和慢性炎症状态，使得呼吸道和消化道感染风险显著增加。尽管肠道菌群（Gut Microbiota）与糖尿病之间的关系已得到广泛研究，上呼吸道（Upper Respiratory Tract, URT）菌群在糖尿病患者中的定植情况及其与肠道微生态、全身代谢之间的关联仍属未知。尤其是在多元种族的马来西亚人群中，这一研究方向更具现实意义和临床价值。

为此，一组来自马来西亚国际医科大学（IMU University）的研究团队开展了这项跨学科研究，系统分析了2型糖尿病（Type 2 Diabetes Mellitus, T2DM）患者与健康人群在肠道和上呼吸道菌群结构、尿液代谢物组成方面的差异，并试图寻找其与机会性病原体携带之间的潜在联系。该研究最终发表在《Journal of Endocrinology》上。

在研究过程中，作者共招募了31名T2DM患者和14名非糖尿病对照者，采集了他们的粪便样本、鼻咽拭子和中段尿液样本。通过16S rRNA基因扩增子测序技术（Amplicon Sequencing）分析菌群组成，并利用核磁共振波谱（¹H-NMR）技术进行尿液非靶向代谢组学分析。此外，研究还借助生物信息学工具如PICRUSt2预测微生物功能通路，使用DESeq2进行组间差异物种鉴定。

研究对象基本特征显示，糖尿病患者组体重指数（BMI）显著高于对照组，且以马来族裔为主，而对照组中华裔占比较高。两组在吸烟、饮酒等生活习惯上也存在一定差异，高胆固醇血症在糖尿病组更为普遍。

在菌群组成方面，尽管整体β多样性（Beta Diversity）在两组之间未呈现显著区别，某些关键物种却表现出明显差异。糖尿病患者粪便中大肠杆菌（Escherichia coli）的丰度显著上升，该菌作为一种常见促炎细菌，其脂多糖（LPS）成分被认为可诱发代谢性内毒素血症，加剧胰岛素抵抗和脂肪组织炎症。此外，糖尿病患者的肠道还显示出丁二醇生物合成通路（P125.PWY）的富集，提示菌群在糖代谢产物转化中可能扮演调节角色。

在上呼吸道菌群方面，糖尿病患者虽然整体多样性低于健康人群，但某些机会致病菌的携带率显著提高。例如，糖尿病患者中咽部携带链球菌属（Streptococcus agalactiae）、卡他莫拉菌（Moraxella catarrhalis）和路邓葡萄球菌（Staphylococcus lugdunensis）的比例更高。这些细菌是肺炎、鼻窦炎等呼吸道感染的常见病原，尤其在免疫低下人群中更易引发严重并发症。此外，上呼吸道菌群中维生素B1活性形式——硫胺素二磷酸（Thiamine Diphosphate, TDP）的生物合成通路也出现上调，提示病原菌可能借此增强定植竞争力和毒力。

最引人注意的是，尿液代谢组分析清晰区分了糖尿病患者与健康人群。糖尿病患者尿液中的D-山梨醇（D-sorbitol）和牛磺酸（taurine）水平显著升高。山梨醇是醛糖还原酶（Aldose Reductase, AR）催化葡萄糖还原生成的产物，该酶在糖尿病状态下被激活，与多种并发症如视网膜病变和肾脏损伤密切相关。而牛磺酸作为一种含硫氨基酸，是细菌抗氧化物质如硫化氢（H₂S）的前体，其异常排泄可能影响肺部炎症调节及病原清除能力。

综上所述，本研究首次在马来西亚T2DM人群中揭示了上呼吸道与肠道菌群失调、尿液代谢物改变与呼吸道机会致病菌携带率增加之间的潜在联系。肠道中促炎菌如大肠杆菌的增多、尿液山梨醇和牛磺酸水平的异常，以及上呼吸道病原菌的富集，可能共同促进了糖尿病患者呼吸道感染的风险。尽管研究样本量有限，且缺乏膳食记录等辅助信息，其发现仍为糖尿病合并感染的微生态机制提供了有力证据。未来研究可在此基础上进一步探索醛糖还原酶抑制剂、菌群干预或代谢调节策略是否有助于降低糖尿病患者的感染发生率。