巴伊兰大学：妊娠糖尿病是在诊断前数月由微生物群诱导的炎症引起

背景

妊娠糖尿病 (GDM)是指未患糖尿病的女性在妊娠期间 (通常在妊娠中期或晚期)被诊断为葡萄糖耐受不良的疾病。早期诊断，以及在妊娠早期更好地了解其病理生理学，可能可以有效降低发病率以及相关的短期和长期发病率。

简介

2023年1月10日，来自以色列巴伊兰大学的Yishay Pinto及其团队在Gut (IF: 31.795)杂志上发表名为Gestational diabetes is driven by microbiota-induced inflammation months before diagnosis的研究[1]。

研究亮点

1、研究人员对394名妊娠早期女性的肠道微生物群、代谢组和炎症标志物进行了分析。

2、在这些标记物中发现了以后会发展成妊娠糖尿病 (GDM)和不会发展成病的妇女之间的显著差异。

3、将妊娠早期妇女的粪便微生物群群移植到无菌小鼠体内后，GDM表型转移到无菌小鼠体内。

4、根据早孕期生物标志物概况和临床数据对GDM的发展进行了准确预测。

5、本研究建议可以更早地诊断出GDM风险，以便更早地进行治疗，甚至完全预防。

6、通过适当的风险分层，在妊娠早期识别有GDM风险的妇女，可能会提出具体的预防建议——目前是通过改变生活方式，未来可能是通过特定的产前/产后补充药物。

7、如果能阻止GDM，那GDM对母体和后代的短期和长期不良结局都将大大减少。

主要结果

肠道微生物群与GDM病发病机制相关

许多研究表明，GDM诊断后，GDM女性的肠道微生物群发生了改变。在我们的研究中，我们没有发现会患病和不会患上GDM的女性之间T1肠道微生物群多样性的差异。未加权UniFrac距离的主坐标分析表明，健康女性和GDM女性的微生物群落有显著差异的趋势 (图2A)，并得到差异丰度分析结果的支持。值得注意的是，当将一个线性模型与GDM结局和危险因素年龄以及广泛与GDM相关的BMI的距离矩阵进行拟合时，所有变量都不显著。

图2. 妊娠早期会患上和不会患上GDM的妇女之间粪便微生物群组成的差异

通过FMT将GDM妇女的葡萄糖受损和升高的IL-6水平表型转移给小鼠

为了研究肠道微生物组在GDM发病机制中的因果作用，我们将年龄匹配和BMI匹配的GDM小鼠的粪便样本以及来自主要队列的对照样本移植到GF雌性小鼠中 (图3A)。在FMT后7天和21天进行微生物群特征分析。GF小鼠在移植后第7天和第21天分别从供体样本中获得42和48个类群。在第7天和第21天，受体小鼠与供体小鼠共有约60%的类群和55%的类群。在第7天，GDM受体小鼠和非GDM受体小鼠的微生物群落存在显著差异 (图3B)。与我们在女性中观察到的情况一致，我们发现在GDM受体小鼠中普雷沃菌属减少 (图3C)。GTTs显示，GDM受体小鼠表现出糖耐量受损 (图3D)。

图3. 通过孕早期(T1) FMT将表型转移到无菌小鼠

肠道微生物群组成改善妊娠早期GDM的预测

最后，我们构建了基于微生物群组成、细胞因子概况、病史和饮食特征来预测GDM一个机器学习模型，所有这些数据均在T1期间采集 (图1)。为此，我们还纳入了另外66名妇女的T1临床数据，这些妇女是在妊娠晚期被回顾性招募的 (第二队列)。我们的Xgboost模型预测GDM的精度非常高 (auROC= 0.83；图5)。当仅基于单个特征进行预测时，我们发现单独使用病历时准确率最高 (尽管仍比我们的组合模型低7%)，与最近的一项研究一致。粪便微生物群特征的准确率位居第二 (auROC=0.73)。使用我们的两步方法，我们将比值比 (OR)从3.2提高至4，证明了使用粪便微生物群概况进行更准确预测的可能性，尤其是在病历不完整或不可用的情况下。为了验证我们的微生物群模型的预测能力，我们使用了一个由98名GDM患者和98名来自中国T1妊娠研究的匹配健康对照者组成的验证队列。我们首先基于验证队列构建了一个模型，以仅基于微生物群数据 (auROC=0.65)测试该队列的预测能力。确实，当将我们的模型应用于该队列时，我们发现了相当的准确性 (auROC=0.6)，证实了尽管队列之间存在显著的遗传和生活方式差异，但我们的发现至少部分是可推广的。我们还基于队列中测量的86种营养特征建立了一个模型，其预测准确性较低 (auROC = 0.64；图5)而不是本研究中的其他特征。此外，在我们的主要队列中，未发现以后会患上GDM和不会患上GDM的妇女之间的饮食习惯差异，这表明T1期间食物消耗量的差异对GDM发病机制的影响最小。

图5. 对妊娠早期孕妇未来发病的高度准确预测

结论及展望

GDM发病可在妊娠早期发现，比目前公认的要早。此外，肠道微生物群似乎在炎症诱导的GDM发病机制中发挥作用，白细胞介素-6是发病机制的潜在促进因素。包括微生物群在内的潜在GDM标志物，可以作为早期诊断和治疗干预的靶点，从而实现预防。

原文链接

https://gut.bmj.com/content/early/2023/01/10/gutjnl-2022-328406

转自：“生物医学科研之家”微信公众号

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