本研究发现2型糖尿病（T2DM）患者肠道微生物群多样性降低且代谢通路发生改变，表现为变形菌门增加和有益菌群减少，提示微生物群失衡与T2DM相关，并可能参与其病理生理过程。
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本研究发现2型糖尿病（T2DM）患者肠道微生物群多样性降低且代谢通路发生改变，表现为变形菌门增加和有益菌群减少，提示微生物群失衡与T2DM相关，并可能参与其病理生理过程。
2型糖尿病（T2DM）在全球范围内的发病率不断上升，凸显了深入理解其潜在生物学机制的必要性，特别是涉及宿主与微生物组相互作用的机制。本研究旨在表征新诊断T2DM患者与非糖尿病匹配对照组（NM组）之间肠道微生物的多样性、分类组成及预测的代谢通路差异。采用16S rDNA测序分析新鲜粪便样本。通过计算α多样性（Chao、ACE、Shannon和Simpson指数）和β多样性来评估微生物群落结构。使用Wilcoxon秩和检验及线性判别分析效应大小（LEfSe）评估分类学差异。基于KEGG和MetaCyc注释，利用未观测状态的系统发育重建法（PICRUSt2）进行功能通路预测。采用孟德尔随机化（MR）分析（包括逆方差加权法、MR-Egger法和加权中位数法），评估微生物分类群与T2DM之间基于遗传预测的关联性。结果显示，T2DM患者的微生物丰富度降低，表现为Chao指数和ACE指数下降，多样性结构发生改变，表现为Shannon指数降低而Simpson指数升高，并伴随显著的群落组成变化。在T2DM患者中观察到变形菌门（Proteobacteria）相对丰度增加，而毛螺菌科（Lachnospiraceae）和布劳特氏菌属（Blautia）等有益菌群丰度减少。功能预测表明，非氧化性戊糖磷酸途径、异丁醇生物合成以及L-异亮氨酸生物合成相关通路的丰度降低。MR分析提供了补充证据，支持特定微生物分类群与T2DM易感性之间的关联。综上所述，T2DM与微生物丰富度降低、多样性结构改变以及独特的分类和功能变化相关。这些发现强调了肠道微生物群在T2DM中的重要性，并支持基于微生物组的生物标志物及治疗策略的潜在应用价值。未来仍需进一步研究以验证这些结果并阐明其潜在机制。
2型糖尿病（T2DM）已成为全球增长最快的慢性疾病之一，其主要驱动因素包括快速的城市化进程、西方化的饮食模式以及日益久坐的生活方式1,2。该疾病是全球发病率和死亡率的重要原因，并对公共卫生体系造成重大负担3。尽管遗传易感性在其中发挥一定作用，但T2DM发病率的迅速上升突显了环境和代谢因素的关键影响4。因此，识别可干预的生物学机制对于改进早期检测和预防策略至关重要。近年来的研究进展已确认肠道微生物群是调节代谢稳态的关键因素5。肠道微生物生态系统影响葡萄糖代谢、免疫功能、肠道屏障完整性以及慢性低度炎症，这些过程均在T2DM的发病机制中起核心作用6。菌群失调与肥胖、胰岛素抵抗、内毒素血症及能量平衡紊乱相关，提示微生物改变与疾病进展之间存在机制性关联7。此外，微生物代谢产物，包括短链脂肪酸、胆汁酸和支链氨基酸，已被证实参与调控胰岛素敏感性和宿主代谢8。
尽管越来越多的证据支持肠道微生物组在2型糖尿病（T2DM）中的作用，但现有大多数研究依赖于观察性设计，限制了因果推断。其他方法如宏基因....
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所有涉及人类参与者的实验程序均经重庆陈家桥医院伦理委员会审查并批准（批准号：20240131）。在采集样本前，已从所有参与者处获得书面知情同意。所有粪便样本及参与者信息均采用去标识化的研究编码进行处理，详见材料表。
受试者筛选与入组
2023年6月至2023年12月期间，在重庆陈家桥医院就诊的初诊2型糖尿病（T2DM）患者被筛选纳入资格。若参与者年龄在20至65岁之间，新近确诊为T2DM，同意提供新鲜粪便样本，并完成必要的病史评估和临床检查，则被纳入糖尿病（DM）组。同期招募的健康志愿者被纳入非糖尿病匹配（NM）组，并在年龄、性别和一般人口学特征方面尽可能与DM组相匹配。若参与者存在血液系统疾病、中枢神经系统疾病、活动性风湿性疾病、自身免疫性疾病、急慢性胃肠道感染、慢性腹泻、便秘、活动性或愈合期胃肠道溃疡、炎症性肠病、肠易激综合征、肠结核、胃肠道肿瘤、其他恶性肿瘤、严重心功能不全、严重肝功能不全、严重肾功能不全、其他严重代谢性疾病、营养不良、免疫缺陷、先天性代谢障碍、精神疾病、使用镇静催眠药物或药物滥用等情况，则予以排除。若参与者在粪便样本采集前1个月内使用过抗生素、抑酸剂、胃肠道动力药物、益生菌、糖皮质激素或免疫抑制剂，亦予以排除。此外，在粪便样本采集前1个月内出现过腹泻、接受过胃肠道手术或胃肠道内镜检查，或报告生活环境或饮食习惯发生突然改变的个体也被....
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初始筛选的临床队列的基线人口统计学和临床特征见表1。随后从中选取一个代表性亚组，包括12名新诊断的2型糖尿病（T2DM）患者和12名非糖尿病（NM）参与者，进行16S rDNA测序及后续的微生物组分析。
测序深度评估
计算了香农指数，并绘制了稀疏曲线以评估测序深度。在所有样本中总共检测到 1,064,930 条序列，涵盖 4,770 个 ASV，表明群落丰富度较高。所有曲线均已趋于平缓，说明测序数据量充足，能够反映样本中存在的主要细菌群落（图 1）。
微生物（α）多样性分析
采用Chao、Ace、Shannon、Simpson和Coverage指数评估肠道微生物群的α多样性。这些指数以均值±标准差表示。使用Shapiro-Wilk检验评估数据的正态性。符合正.......
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近年来，人体微生物组，特别是肠道菌群，已成为影响宿主代谢、免疫调节和疾病发生发展的复杂且重要的因素。在健康宿主体内，肠道菌群有助于维持免疫稳态和肠道屏障的完整性11。菌群失调已与多种病理状态相关，包括代谢紊乱、自身免疫性疾病以及恶性肿瘤12,13,14,15,16。在2型糖尿病（T2DM）患者中也观察到肠道菌群组成的变化，提示微生物失衡与疾病的发生发展相关12,17。
本研究表明，与非糖尿病（NM）组相比，2型糖尿病（T2DM）患者的肠道微生物群多样性显著降低，这一结果与既往研究发现一致
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作者声明，本研究是在不存在任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或财务关系的情况下进行的。
作者贡献：
Linrui Xie 和 Kemiao Chen 进行了数据分析并起草了手稿。Xican Pan 参与了样本采集和实验操作。Xuemei Zhong 和 Xiaoyu Li 构思并设计了本研究，监督了项目进展，并对稿件进行了关键性修改。所有作者均审阅并批准了最终手稿。
作者感谢所有参与样本采集和数据处理的参与者及工作人员为本研究做出的贡献。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 16S rRNA 引物（V3–V4） | Sangon Biotech | Custom | 用于细菌 16S 区域的通用引物 |
| 80 °C 超低温冰箱 | Haier Biomedical | DW-86L626 | 样本长期储存 |
| 琼脂糖凝胶电泳系统（Sub-Cell GT） | Bio-Rad | 170-4401 | PCR 产物验证 |
| AMPure XP 磁珠 | Beckman Coulter | A63880 | DNA 纯化与片段大小筛选 |
| 珠击打裂解管（Lysing Matrix E） | MP Biomedicals | 116913050 | 微生物细胞的机械裂解 |
| 生物信息学工作站 | Dell | Precision 7920 | 使用 QIIME2 和 R 进行数据分析 |
| DADA2 分析流程 | Bioconductor | Version 1.28 | 序列去噪与 ASV 生成；https://benjjneb.github.io/dada2 |
| Deblur | QIIME2 | Version 2023.5 | 序列去噪与错误校正；https://docs.qiime2.org |
| 欧洲基因组-表型组数据库 | EMBL-EBI | EGAS00001005020 | 公共宏基因组数据存储库；https://ega-archive.org |
| GWAS 目录 | NHGRI-EBI | 编号 GCST90032172–GCST90032644 | 公共全基因组关联分析汇总统计数据库；https://www.ebi.ac.uk/gwas |
| Illumina MiSeq 测序系统 | Illumina | SY-410-1003 | 高通量测序平台 |
| KEGG 数据库 | 京都基因与基因组百科全书 | Release 107 | 功能通路注释数据库；https://www.genome.jp/kegg |
| MetaCyc 数据库 | SRI International | Version 27.1 | 代谢通路数据库；https://metacyc.org |
| 微量离心机 | Eppendorf | 5424R | 用于样本制备的制冷离心机 |
| Nextera XT 文库制备试剂盒 | Illumina | 20018705 | 测序文库制备 |
| PCR 主混合液（2x PrimeSTAR Max Premix） | Takara Bio | RR350A | 用于高保真 PCR 扩增 |
| PCR 扩增仪 | Bio-Rad | T100 | PCR 扩增仪器 |
| PICRUSt2 | PICRUSt2 开发团队 | Version 2.5.2 | 基于 16S rDNA 测序数据的功能通路预测；https://github.com/picrust/picrust2 |
| QIAamp Fast DNA Stool Mini Kit | QIAGEN | 51504 | 粪便样本 DNA 提取 |
| QIAquick 凝胶回收试剂盒 | QIAGEN | 28704 | 从琼脂糖凝胶中纯化 DNA |
| Qubit 荧光计 | Thermo Fisher Scientific | Q33226 | DNA 定量 |
| R 软件 | 统计计算 R 基金会 | Version 4.3.1 | 统计分析与孟德尔随机化分析；https://www.r-project.org |
| SILVA 138 数据库 | SILVA 核糖体 RNA 数据库项目 | Release 138 | 用于分类学注释的参考数据库；https://www.arb-silva.de |
| 粪便采集管 | Sarstedt | 76.9923.001 | 无菌粪便标本采集管 |
| 粪便 DNA 提取试剂盒 | Omega | D4015-02 | DNA 提取试剂盒 |
| TwoSampleMR 软件包 | MR-Base | Version 0.5.7 | 在 R 中进行双样本孟德尔随机化分析；https://mrcieu.github.io/TwoSampleMR |