2型糖尿病（Type 2 diabetes，T2D）是一种由遗传和环境因素共同引起的复杂内分泌疾病，曾有研究表明，2型糖尿病可能与肠道菌群存在相关性，但一直缺乏全面、系统的研究成果来支持这一论断。

    2012年，中国华大基因研究院和深圳第二医院等单位共同主导完成了“肠道微生物与2型糖尿病的宏基因组关联分析”项目，研究成果于当年10月份发表在《自然》杂志，第一作者为华大基因的Junjie Qin博士。

    遗传与环境之间的相互作用对人体健康的影响是较新的科研领域，基因组测序技术和序列分析技术的进步，让科学家们有更多的方法去找到决定人体性状或是否患病的遗传基础。人体微生物组（human micro biome，HMB）计划是一种能够发现环境因素与疾病关系的新方法，HMB是指寄居于人体内的数万亿种微生物的集合。人类的基因组与微生物的基因组一直有交流和沟通，因此这些微生物组的基因组，即所谓的宏基因组（metagenome）就好像是人类居住的另外一个环境，对人体的健康产生着作用。

    本研究中，该团队在新一代鸟枪法（shotgun sequencing）深度测序技术的基础上，研发出一种新的宏基因组关联分析（metagenome-wide association study，MGWAS）方法。先后分两个阶段，对总计345个中国人（其中第一阶段145人：71例T2D患者+74例对照；第二阶段200人）的肠道微生物进行了MGWAS，共鉴定出大约6万个与T2D相关的分子标记；然后又确定了这些基因标志物在粪便标本中的丰度，根据其相对丰度或者分类将T2D患者和非T2D患者体内的宏基因组模式加以归纳、提炼和分类汇总，从而建立起一个全新的概念——宏基因组关联群组（metagenomic linkage groups，MLG）。研究中共得出了3种不同的MLG，其中MLG1为T2D患者特有的基因模式，MLG2为患者和非患者无太大差别的基因模式，MLG3则是非T2D患者特有的基因模式。

    通过分析，研究人员从物种组成上对T2D相关的微生物进行深入解读，发现有益菌群和有害菌群之间存在拮抗关系，这在梭菌的不同菌群间表现尤为明显。研究提示：如果人体内缺少了一种产丁酸盐细菌（butyrate-producing bacteria），就容易患上T2D。丁酸盐是一种可以被肠道细胞使用的能量分子，它也有助于减弱结肠炎症反应。所以如果因为缺失产丁酸盐细菌，使得肠道内的丁酸盐含量降低，就会增加肠道内的炎症反应，导致胰岛素抵抗进而罹患T2D。研究者还发现在T2D患者的结肠内存在机会致病菌增多以及微生物基因组中耐氧化压力基因增多的现象，这些也都有助于增加肠道内的炎症反应。

    本研究从分子层面上，明确了中国人群中T2D患者与非T2D患者在肠道微生物组成上的差异；为通过DNA序列的微生物分类提供了新方法，是世界范围内第一个对肠道微生物进行宏基因组关联分析的成功典范。研究的意义不仅在于从物种、功能及生态群落上详尽展示了肠道微生物与T2D的关联特征，而且还令人信服地指出肠道微生物可以更好地被用来对T2D等疾病进行风险评估及监控。（作者：贾玉华)

参考文献：《Nature》2012;450:55-60