胃内球囊术对肥胖前期糖尿病患者唾液微生物群的影响研究

《Microbiology Research》：Salivary Oral Microbiota in Patients with Prediabetes Undergoing Intragastric Balloon Surgery

本研究聚焦科威特肥胖与2型糖尿病（T2DM）高发人群，探讨了微创胃内球囊（IGB）手术对肥胖前期患者唾液口腔微生物群（Oral Microbiota）的影响。研究发现，术后6周唾液微生物群整体多样性（Alpha Diversity）保持稳定，但特定菌属（如韦荣球菌属Veillonella、卟啉单胞菌属Porphyromonas）的相对丰度发生显著变化。这表明IGB手术虽未引起微生物群落结构的剧烈动荡，却能触发特定菌群的适应性调整，为理解代谢疾病干预与口腔微生态的相互作用提供了新视角。

　　

引言

科威特正面临肥胖和2型糖尿病（T2DM）带来的重大公共卫生挑战。这些疾病已知会破坏口腔细菌的自然平衡，这种失衡（或称生态失调）可能促进牙龈疾病并恶化代谢健康。胃内球囊（IGB）作为一种常见的微创减重手术，其对唾液细菌群落的具体影响尚不明确，尤其对高风险人群。本研究旨在探究肥胖前期糖尿病患者在IGB置入后唾液微生物群的变化。

材料与方法

本研究为一项试点研究，最初招募了22名前往“The Clinic”私人医疗中心接受IGB置入的患者，其中2人失访，最终纳入20名肥胖前期糖尿病患者（11名女性，9名男性；平均年龄31.5岁）。排除标准包括吸烟者、患有糖尿病以外系统性疾病者、近6个月内使用过抗生素者以及佩戴可摘式口腔矫治器者。

在纳入研究时，记录了每位患者的年龄、性别、血压、腰围、体重指数（BMI）和糖化血红蛋白（HbA_1c）水平。唾液样本在IGB（Allurion?）置入前（基线）和置入后6周（随访）采集。患者被要求在手术前至少8小时禁食固体食物，至少2小时禁饮液体，但手术当天需进行常规口腔卫生维护。所有样本均通过吐唾法收集约2毫升唾液至无菌管中。所有患者均接受同一品牌球囊，由同一位外科医生置入，并由同一位营养师指导遵循相同的饮食方案。球囊在置入6个月后移除。在球囊手术前至少两周，患者接受了三名牙科学生的口腔卫生指导。

DNA分离与下一代测序

使用ZymoBIOMICS?-96 MagBead DNA Kit从样本中提取DNA，并利用Quick-16S Plus NGS Library Prep Kit靶向16S rRNA基因的V1–V3区域进行扩增子文库制备。最终文库在Illumina? NextSeq 2000?上进行测序。

生物信息学分析

原始16S V1V3扩增子序列使用DADA2工具进行质量过滤、去噪、合并和嵌合体去除。生成的扩增子序列变异（ASVs）使用FOMC参考序列集进行物种水平分类学分配。使用R的“phyloseq”包进行下游分析，包括Alpha多样性（观察物种数、Shannon指数、Simpson指数）和Beta多样性（主坐标分析PCoA、非度量多维尺度分析NMDS）计算。

统计学分析

使用非参数Mann-Whitney U检验比较基线和随访样本间物种相对丰度的差异，p值 < 0.05被认为具有统计学显著性。统计分析使用SPSS V.22软件进行。

结果

患者的中位BMI为32.5，中位HbA_1c为5.2。

Alpha多样性分析显示，观察物种数、Shannon指数和Simpson指数在基线和随访组间均无显著差异。Beta多样性分析（基于Bray-Curtis相异性的PCoA和NMDS）也未显示两组样本间微生物群落结构存在显著分离。

热图分析揭示了样本中各种细菌物种的相对丰度，其中普雷沃菌属（Prevotella melaninogenica）、牙周梭杆菌（Fusobacterium periodonticum）、巴斯德卟啉单胞菌（Porphyromonas pasteri）、副流感嗜血杆菌（Haemophilus parainfluenzae）、缓症链球菌（Streptococcus mitis）以及一些韦荣球菌属（Veillonella）物种较为突出。

条形图显示了基线和随访组中前27个菌属和前19个菌种的相对丰度分布。链球菌属（Streptococcus）、普雷沃菌属（Prevotella）、韦荣球菌属（Veillonella）、卟啉单胞菌属（Porphyromonas）、嗜血杆菌属（Haemophilus）和梭杆菌属（Fusobacterium）是最丰富的菌属。

在属水平上，韦荣球菌属、卟啉单胞菌属、梭杆菌属、奈瑟菌属（Neisseria）、口腔杆菌属（Oribacterium）、二氧化碳噬纤维菌属（Capnocytophaga）、巨球形菌属（Megasphaera）和劳特罗普菌属（Lautropia）在基线和随访组间的相对丰度存在显著差异。

在种水平上，巴斯德卟啉单胞菌、副流感嗜血杆菌、非典型韦荣球菌（Veillonella atypica）、殊异韦荣球菌（Veillonella dispar）、婴儿链球菌（Streptococcus infantis）clade 431、血链球菌（Streptococcus parasanguinis）和南斯普雷沃菌（Prevotella nanceiensis）的相对丰度在两组间表现出显著差异。

讨论

本研究发现，接受IGB手术的肥胖患者其唾液微生物群表现出高度的组成稳定性，基线样本和6周随访样本之间未观察到显著的总体变化。Alpha多样性指数保持一致，PCoA和NMDS分析也支持了微生物群落的时间韧性。热图和条形图分析确认了典型口腔菌属（如链球菌属、普雷沃菌属、韦荣球菌属）的核心地位。

然而，在整体稳定的框架下，特定菌属（如韦荣球菌属、卟啉单胞菌属、梭杆菌属）和菌种（如巴斯德卟啉单胞菌、副流感嗜血杆菌、非典型韦荣球菌等）的相对丰度发生了显著但细微的变化。这些变化可能反映了微生物群对胃容量改变和营养输送变化的适应性反应。某些与炎症相关的菌种减少可能暗示手术后炎症状态的减轻。这种模式符合动态稳定性模型，表明IGB手术诱导的是生态微调而非彻底改变，这与更侵入性的代谢手术不同。

本研究存在一些局限性，包括样本量较小、随访时间较短、未调整口腔卫生和饮食等混杂因素，以及缺乏未接受IGB手术的对照组。未来的研究需要整合功能性宏基因组学数据，以将这些结构变化与代谢途径和临床结局联系起来。

总之，研究结果描绘了科威特肥胖患者接受IGB手术后高度稳定的唾液微生物群落，同时伴有反映生态韧性和稳态的细微组成调整。这些发现强调了将口腔健康纳入多学科减重护理的重要性，并建议实施术后牙科随访方案，以监测口腔炎症并加强卫生指导，从而支持患者的整体健康。