前沿合作 | 岛津助力牙周病-糖尿病口腔微生态研究

  • 产品资讯

　　北京大学口腔医院口腔预防科袁超课题组与岛津中国创新中心合作，在牙周病-糖尿病的口腔微生态研究中取得进展。本研究采用岛津气相色谱三重四极杆质谱，结合岛津智能代谢物数据库，分析不同血糖控制水平的2型糖尿病（T2DM）患者唾液中代谢组的差异，探讨血糖控制水平对口腔微生物群落和代谢物的影响，揭示了血糖控制对牙周健康的潜在影响。研究成果以“Integrated Analysis of Oral Microbiome and Metabolome in T2DM Patients With Varying Glycemic Status”为题，已发表在《Oral Diseases》杂志上。

血糖

　　背景介绍

　　2型糖尿病（T2DM）是一种以代谢紊乱和全身炎症为特征的慢性疾病，预计到2045年全球患者数将达到7.83亿。牙周炎是一种慢性炎症性疾病，影响牙齿支持组织，可能导致牙齿丧失，全球约10%-15%的人口受影响。T2DM与牙周炎之间存在双向关系，未控制的牙周炎可能加剧糖尿病患者的血糖控制问题，而未控制的T2DM可能加重牙周炎的严重程度。唾液微生态的变化与这两种疾病的双向调控行为息息相关，可能是这两种关联性疾病的重要靶点。通过代谢组学数据整合分析，关注人体内代谢与两种疾病的相互联系，深入解析两种关联性疾病发展过程中的代谢网络改变与疾病发展情况的关系，有助于理解疾病的发生、发展及关联的机理，发现潜在关键环节。

背景

　　研究内容

　　本研究共纳入42名T2DM合并牙周炎患者，收集唾液、龈沟液（GCF）和血液样本，并根据患者的糖化血红蛋白（HbA1c）指标将患者分为三组：血糖控制良好组（GC，HbA1c < 6.5%）、血糖控制中等组（MC，6.5% ≤ HbA1c ≤ 7.0%）和血糖控制不良组（PC，HbA1c > 7.0%）。通过全长16S rRNA基因测序评估微生物群落，使用岛津气相色谱三重四极杆（GCMS-TQ系列）结合岛津代谢物数据库进行唾液代谢组分析，研究2型糖尿病患者血糖控制情况对牙周健康的影响。

研究

图1. 研究流程示意图

　　微生物组分析结果

　　在血糖控制良好的患者（GC组）中，唾液和龈沟液中的微生物群落结构和功能呈现出较高的相似性。而在血糖控制不佳的患者（MC和PC组）中，唾液和龈沟液微生物群落结构差异显著，GCF中物种丰富度和多样性更高，当HbA1c > 6.5%时，唾液和龈沟液中的微生物展现出更强的牙周致病性，唾液代谢物与炎症的关联性也更为显著。例如，某些牙周致病菌（如非典型韦荣菌）与促炎代谢物（如乳酸和腐胺等）呈显著正相关。此外，唾液微生物对血糖水平变化的响应比GCF更为敏感。

　　唾液代谢物分析结果

　　唾液代谢组研究结果表明，在不同的血糖控制水平下，唾液中的代谢物存在显著差异。火山图显示，血糖控制良好（GC）组和血糖控制不佳（IC）组之间发现19种潜在的生物标志物(如图2A)。其中，血糖控制不佳组中16种代谢物的含量显著更高，包括乳酸、谷氨酸、腐胺等，这些代谢物与糖尿病的风险、炎症反应有关。而血糖控制良好组中含量较高的代谢物有奎宁酸、烟酰胺和阿泽拉酸等，可能具有促进胰岛素分泌、减轻胰岛素抵抗、抗炎等作用。对关键唾液代谢物进行KEGG富集分析，发现关键代谢物在半乳糖代谢途径中富集显著(如图2C)。另外，图2E展示了使用关键代谢物进行联合诊断的逻辑回归模型的受试者工作特征曲线（ROC），AUC值为0.9271，表明模型具有较高的诊断效能，进一步证实了关键代谢物在区分不同血糖控制水平患者中的潜在价值。

唾液

图2. 唾液代谢组分析结果。（A）GC组和IC组的代谢物火山图；（B）基于丙酸和丁酸相对含量的聚类热图；（C）21种关键唾液代谢物的KEGG分析；（D）使用关键代谢物区分GC组和IC组的ROC分析；（E）使用21种代谢物进行联合诊断的逻辑回归模型的ROC曲线；（F）GC组和IC组唾液样本代谢轮廓的偏最小二乘判别分析。

　　以上研究结果表明，良好的血糖控制有助于维持口腔微生物群落的稳定性和降低牙周致病性。唾液微生物和代谢物的变化可能为T2DM患者的诊断和监测提供新的生物标志物，具有潜在的临床应用价值。

　　结论

　　本研究采用岛津气相色谱三重四极杆质谱，结合岛津智能代谢物数据库，对患者唾液中代谢轮廓进行分析，评估了血糖控制对T2DM患者口腔健康的重要性。积极的血糖控制不仅有助于降低糖尿病并发症的风险，还可能对牙周健康产生积极影响。

结论

caption

　　*以上研究工作中代谢物分析方法来自岛津GC/MS Metabolite Database及大连化物所-岛津组学创新研究合作实验室开发的GCMS特色代谢物数据库。数据库共包含700余种代谢物衍生物的MRM分析条件，满足科研用户对于代谢物高通量、高灵敏度的快速筛查需求。

　　参考文献

　　Diao J, Zhang Y, Zhang X, Jia S, Lei Y, Ma B, Li X, Zheng S, Yuan C. Integrated Analysis of Oral Microbiome and Metabolome in T2DM Patients With Varying Glycemic Status. Oral Dis. 2024 Dec 17. DOI: 10.1111/odi.15220.

　　本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

　　文中方案及所涉产品仅作科研用途，不用于临床诊断。