基于孟德尔随机化的肠道菌群与糖尿病的因果关系

摘要

目的：肠道菌群在不同类型糖尿病的病理生理过程中均发挥重要作用，然而两者间的因果关联尚未被系统阐明。本研究拟基于两样本孟德尔随机化(Mendelian randomization,MR)分析方法，从不同分类水平系统探究肠道菌群与糖尿病的潜在因果关联。方法：从选定的肠道菌群的全基因组关联研究(genome-wide association study,GWAS)数据中筛选合适的工具变量，分别结合1型糖尿病(type 1 diabetes,T1D)、2型糖尿病(type 2 diabetes,T2D)和妊娠糖尿病(gestational diabetes,GDM)的GWAS数据信息依次进行正向MR分析、敏感性分析、反向MR分析和显著性估计值的验证，通过综合各阶段的分析结果以确定分别对T1D、T2D和GDM有因果效应的肠道细菌类别。结果：分别有2 179、2 176、2 166个单核苷酸多态性用于肠道菌群与T1D、T2D、GDM的MR分析。MR分析结果显示：6种肠道微生物(Eggerthella属、Lachnospira属、Bacillales目、Desulfovibrionales目、Parasutterella属和Turicibacter属)与T1D存在因果关联；9种肠道微生物(Verrucomicrobia门、 Deltaproteobacteria纲、 Actinomycetales目、Desulfovibrionales目、 Actinomycetaceae科、 Desulfovibrionaceae科、 Actinomyces属、 Alcaligenaceae科和Lachnospiraceae NC2004 group属)与T2D存在因果关联；10种肠道微生物(Betaproteobacteria纲、Coprobacter属、Ruminococcus2属、 Tenericutes门、 Clostridia纲、 Methanobacteria纲、 Mollicutes纲、 Methanobacteriales目、Methanobacteriaceae科和Methanobrevibacter属)与GDM存在因果关联。结论：本研究鉴定了能显著降低或提高糖尿病发生风险的特定肠道微生物类别，且少部分微生物与糖尿病的关联研究结果在独立的验证样本中被完全复现，然而这些因果关系背后的确切功能机制和生物学意义还需更多的人群研究和机制实验予以进一步阐明。

关键词

肠道菌群 / 糖尿病 / 1型糖尿病 / 2型糖尿病 / 妊娠糖尿病 / 因果关系