Состав кишечного микробиома может предсказать риск развития сахарного диабета 2 типа

Изменения в составе кишечных бактерий могут служить ранним предупреждением о риске развития сахарного диабета 2 типа (СД2), показало новое исследование, представленное на ежегодном собрании Европейской ассоциации по изучению диабета (EASD) в Милане, Италия (28 сентября – 2 октября).

Анализ данных сотен тысяч людей выявил сотни изменений в составе кишечного микробиома — сообщества микроорганизмов, обитающих в желудочно‑кишечном тракте — которые можно обнаружить ещё до появления видимых сдвигов в показателях уровня глюкозы в крови.

По мнению авторов исследования из Италии и Великобритании, это открывает возможность использовать характеристики микробиома для выявления людей с повышенным риском СД2 и целенаправленного назначения изменений образа жизни в профилактических целях.

В настоящее время СД2 и предиабет (состояние, при котором уровень сахара в крови выше нормы, но ниже порога диабета) диагностируются по лабораторным тестам — HbA1c, уровню глюкозы в плазме натощак и пероральному тесту на толерантность к глюкозе.

Однако эти тесты не предназначены для выявления людей с нормальным уровнем глюкозы, которые тем не менее находятся в группе риска; сегодня риск оценивают по таким факторам, как возраст, пол, индекс массы тела (ИМТ) и семейный анамнез.

«Эти последние результаты представляют собой важный шаг вперед в понимании того, как наш кишечный микробиом связан с метаболическими заболеваниями», — говорит профессор Тим Спектор, научный соучредитель ZOE и соавтор исследования. «Выявление микробных изменений до того, как уровень сахара в крови ухудшится, может позволить более раннее вмешательство через питание, образ жизни и варианты лечения для предотвращения СД2».

Ранее проводившиеся исследования указывали на связь между СД2 и микробиотом кишечника, но не удавалось выделить стабильный набор ключевых бактерий в больших популяциях.

Чтобы прояснить картину, доктор Габриэль Балданци из Лаборатории вычислительной метагеномики и профессор Никола Сегата, руководитель соответствующей исследовательской группы факультета CIBIO Университета Тренто (Италия), совместно с коллегами из Великобритании проанализировали метагеномные данные — последовательности ДНК бактерий, живущих в кишечнике — и медицинскую информацию более чем 200 000 взрослых из Великобритании и США.

В исследовании в общей сложности участвовали 229 025 человек из них 73,8% — женщины, средний возраст составил 50 лет; у 3 627 участников был диагностирован СД2, у 14 022 — предиабет, остальные 211 376 были нормогликемическими, то есть имели нормальный уровень глюкозы в крови.

Учитывая возраст, пол и ИМТ, исследователи выявили 789 видов бактерий, статистически связанных с СД2: около 168 видов присутствовали в повышенном количестве у людей с заболеванием, а 621 вид — в пониженном.

Примеры включают Enteroclosterboleae , который встретился чаще у лиц с СД2; этот вид способен образовывать споры и ранее связывался с ухудшением сердечно‑сосудистого и метаболического здоровья. Другой вид, Romboutsia timonensis , оказался менее распространённым при СД2. Некоторые из обнаруженных видов пока остаются неохарактеризованными, то есть их никогда не выделяли и не культивировали в лаборатории.

Изменения в составе микробиома были особенно заметны у людей, принимающих лекарства от СД2, но похожие сдвиги наблюдались и у пациентов, не получавших медикаментозного лечения.

Команда также установила, что 587 из 789 видов были связаны с немедикаментозным предиабетом.

Далее исследователи проверили, можно ли выделить микробную «подпись» у людей без предиабета или СД2, но находящихся в группе риска.

Они сделали это, сравнив метагеномные данные 135 093 человек и результаты измерения уровня глюкозы в крови через два часа после приёма пищи у лиц с нормогликемией — повышение уровня глюкозы через два часа после еды обычно указывает на снижение чувствительности мышц к инсулину, то есть на нарастающую инсулинорезистентность.

Оказалось, что у людей, у которых постпрандиальный уровень глюкозы дольше оставался повышенным, с большей вероятностью обнаруживалась структура микробиома, характерная для СД2. В целом изменения в микробиоме становились более выраженными по мере увеличения степени инсулинорезистентности.

Авторы подчёркивают, что анализ микробиома не заменяет стандартные тесты для диагностики СД2 или предиабета; он может дополнять существующие подходы, предоставляя дополнительную информацию о риске помимо таких привычных факторов, как пол, возраст, ИМТ и семейный анамнез.

Кроме того, мониторинг микробиома в динамике может дать людям, находящимся в группе риска, важную обратную связь о том, как на них влияют изменения в диете и образе жизни.

«Мы знаем, что изменения образа жизни, такие как диета и физическая активность, могут предотвратить или отложить развитие СД2», — говорит доктор Габриэль Балданци. «Но людям часто трудно заметить, что эти меры работают, кроме, возможно, небольшой потери веса. Если удастся обнаруживать ранние сдвиги в микробиоме и показывать человеку прогресс, это может стать сильной мотивацией продолжать».

«Важно подчеркнуть, что такие результаты стали возможны благодаря беспрецедентному объёму когорты ZOE и методическим достижениям нашей лаборатории в области вычислительной интерпретации метагеномных данных», — добавляет профессор Никола Сегата, соавтор исследования.

По его словам, многие виды, вошедшие в сигнатуру диабета, ранее не были охарактеризованы и впервые идентифицированы именно на основе метагеномных данных — другими словами, для науки они новы.