4月8日，《自然-醫學》Nature Medicine線上發表了復旦大學人類表型組研究院吳浩團隊與瑞典哥德堡大學Fredrik Bäckhed團隊的聯合研究成果“Microbiome–metabolome dynamics associated with impaired glucose control and responses to lifestyle changes”。該研究揭示了腸道菌代謝物在糖尿病發生髮展中的關鍵作用，併為綜合防治策略提供了科學依據。
研究團隊透過對瑞典人群的臨床表型、飲食結構、腸道菌群及代謝物資料進行整合分析，系統鑑定並發現了500餘種與血糖紊亂及胰島素抵抗密切關聯的小分子代謝物，其中近200種與個體間腸道菌群差異顯著相關。值得注意的是，這些代謝物中超過50%已知同時參與心血管疾病的發生發展，為深入探索代謝性疾病與心血管疾病的共同病理生理機制奠定了基礎。研究人員進一步結合兩個臨床干預佇列發現，飲食與運動干預對糖尿病相關代謝物呈現差異化調節模式：既有共通又有不同之處，但協同作用明顯——可共同逆轉約65.9%的異常代謝物。因此，最有效的代謝疾病防治方案需要飲食、運動、甚至是藥物或益生菌等多維度干預的協同配合。
圖示：主要研究思路及分析策略
這項研究延續了該團隊2020年在《Cell Metabolism》發表的研究：與健康對照相比，糖尿病前期患者腸道菌群已發生顯著改變，且與血糖尤其是餐後兩小時血糖的紊亂程度正相關。在此基礎上，研究人員在本研究中，進一步鎖定了參與糖尿病發生的關鍵菌群代謝物，並評估了透過飲食和運動干預靶向調控腸道菌群的可行性。研究團隊此前已發現特定菌群代謝物——咪唑丙酸——能夠透過啟用mTORC1訊號通路誘導胰島素抵抗 (Cell 2018)，為腸道菌群失衡與糖尿病發病的因果關係提供了直接證據。有意思的是，該代謝物在中國人群中的血液濃度顯著高於瑞典人群（約3倍）(EMBO Mol Med 2023)，這一差異恰好與中國（11.2%）和瑞典（4.7%）的糖尿病患病率比例相吻合，為解析中國人群糖尿病高發風險提供了重要線索。另外，他們的其他系列糖尿病合作研究揭示腸道菌群不僅能增強一線降糖藥二甲雙胍的療效（Nature Medicine 2017），還可以透過與飲食相互作用快速降低肝臟脂肪（Cell Metabolism 2018），因此靶向調節腸道菌群及其代謝產物，有望成為防治代謝性疾病的新策略。
團隊介紹
本研究由復旦大學人類表型組研究院青年研究員吳浩與瑞典哥德堡大學Fredrik Bäckhed教授共同領銜完成。Bäckhed教授同時擔任復旦大學附屬華山醫院及復旦微生物組中心客座教授。吳浩課題組博士後呂博敏、研究生支露倩和柳鑫燕、華山醫院邵怡凱博士及Bäckhed課題組三位成員也參與了資料分析；關鍵菌群代謝物在上海體育大學王茹教授牽頭建設的運動員佇列及UKtwins中也得到了驗證。該研究獲得科技部重點研發計劃（2022YFA0806400）、國家自然科學基金（82270582）、上海市“國際人類表型組計劃（二期）”重大專項（2023SHZDZX02）等支援，並得到了復旦大學微生物組中心趙國屏院士的學術指導。
原文連結：
https://doi.org/10.1038/s41591-025-03642-6
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