前沿合作 | 島津助力牙周病-糖尿病口腔微生態(tài)研究
發(fā)布時間:2025-07-09 閱讀次數(shù)：46次
北京大學口腔醫(yī)院口腔預防科袁超課題組與島津中國創(chuàng)新中心合作，在牙周病-糖尿病的口腔微生態(tài)研究中取得進展。本研究采用島津氣相色譜三重四極桿質(zhì)譜，結(jié)合島津智能代謝物數(shù)據(jù)庫，分析不同血糖控制水平的2型糖尿?。═2DM）患者唾液中代謝組的差異，探討血糖控制水平對口腔微生物群落和代謝物的影響，揭示了血糖控制對牙周健康的潛在影響。研究成果以“Integrated Analysis of Oral Microbiome and Metabolome in T2DM Patients With Varying Glycemic Status”為題，已發(fā)表在《Oral Diseases》雜志上。
背景介紹
2型糖尿?。═2DM）是一種以代謝紊亂和全身炎癥為特征的慢性疾病，預計到2045年全球患者數(shù)將達到7.83億。牙周炎是一種慢性炎癥性疾病，影響牙齒支持組織，可能導致牙齒喪失，全球約10%-15%的人口受影響。T2DM與牙周炎之間存在雙向關系，未控制的牙周炎可能加劇糖尿病患者的血糖控制問題，而未控制的T2DM可能加重牙周炎的嚴重程度。唾液微生態(tài)的變化與這兩種疾病的雙向調(diào)控行為息息相關，可能是這兩種關聯(lián)性疾病的重要靶點。通過代謝組學數(shù)據(jù)整合分析，關注人體內(nèi)代謝與兩種疾病的相互聯(lián)系，深入解析兩種關聯(lián)性疾病發(fā)展過程中的代謝網(wǎng)絡改變與疾病發(fā)展情況的關系，有助于理解疾病的發(fā)生、發(fā)展及關聯(lián)的機理，發(fā)現(xiàn)潛在關鍵環(huán)節(jié)。
研究內(nèi)容
本研究共納入42名T2DM合并牙周炎患者，收集唾液、齦溝液（GCF）和血液樣本，并根據(jù)患者的糖化血紅蛋白（HbA1c）指標將患者分為三組：血糖控制良好組（GC，HbA1c < 6.5%）、血糖控制中等組（MC，6.5% ≤ HbA1c ≤ 7.0%）和血糖控制不良組（PC，HbA1c > 7.0%）。通過全長16S rRNA基因測序評估微生物群落，使用島津氣相色譜三重四極桿（GCMS-TQ系列）結(jié)合島津代謝物數(shù)據(jù)庫進行唾液代謝組分析，研究2型糖尿病患者血糖控制情況對牙周健康的影響。
圖1. 研究流程示意圖
微生物組分析結(jié)果
在血糖控制良好的患者（GC組）中，唾液和齦溝液中的微生物群落結(jié)構和功能呈現(xiàn)出較高的相似性。而在血糖控制不佳的患者（MC和PC組）中，唾液和齦溝液微生物群落結(jié)構差異顯著，GCF中物種豐富度和多樣性更高，當HbA1c > 6.5%時，唾液和齦溝液中的微生物展現(xiàn)出更強的牙周致病性，唾液代謝物與炎癥的關聯(lián)性也更為顯著。例如，某些牙周致病菌（如非典型韋榮菌）與促炎代謝物（如乳酸和腐胺等）呈顯著正相關。此外，唾液微生物對血糖水平變化的響應比GCF更為敏感。
唾液代謝物分析結(jié)果
唾液代謝組研究結(jié)果表明，在不同的血糖控制水平下，唾液中的代謝物存在顯著差異?；鹕綀D顯示，血糖控制良好（GC）組和血糖控制不佳（IC）組之間發(fā)現(xiàn)19種潛在的生物標志物(如圖2A)。其中，血糖控制不佳組中16種代謝物的含量顯著更高，包括乳酸、谷氨酸、腐胺等，這些代謝物與糖尿病的風險、炎癥反應有關。而血糖控制良好組中含量較高的代謝物有奎寧酸、煙酰胺和阿澤拉酸等，可能具有促進胰島素分泌、減輕胰島素抵抗、抗炎等作用。對關鍵唾液代謝物進行KEGG富集分析，發(fā)現(xiàn)關鍵代謝物在半乳糖代謝途徑中富集顯著(如圖2C)。另外，圖2E展示了使用關鍵代謝物進行聯(lián)合診斷的邏輯回歸模型的受試者工作特征曲線（ROC），AUC值為0.9271，表明模型具有較高的診斷效能，進一步證實了關鍵代謝物在區(qū)分不同血糖控制水平患者中的潛在價值。
圖2. 唾液代謝組分析結(jié)果。（A）GC組和IC組的代謝物火山圖；（B）基于丙酸和丁酸相對含量的聚類熱圖；（C）21種關鍵唾液代謝物的KEGG分析；（D）使用關鍵代謝物區(qū)分GC組和IC組的ROC分析；（E）使用21種代謝物進行聯(lián)合診斷的邏輯回歸模型的ROC曲線；（F）GC組和IC組唾液樣本代謝輪廓的偏最小二乘判別分析。
以上研究結(jié)果表明，良好的血糖控制有助于維持口腔微生物群落的穩(wěn)定性和降低牙周致病性。唾液微生物和代謝物的變化可能為T2DM患者的診斷和監(jiān)測提供新的生物標志物，具有潛在的臨床應用價值。
結(jié)論
本研究采用島津氣相色譜三重四極桿質(zhì)譜，結(jié)合島津智能代謝物數(shù)據(jù)庫，對患者唾液中代謝輪廓進行分析，評估了血糖控制對T2DM患者口腔健康的重要性。積極的血糖控制不僅有助于降低糖尿病并發(fā)癥的風險，還可能對牙周健康產(chǎn)生積極影響。
*以上研究工作中代謝物分析方法來自島津GC/MS Metabolite Database及大連化物所-島津組學創(chuàng)新研究合作實驗室開發(fā)的GCMS特色代謝物數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫共包含700余種代謝物衍生物的MRM分析條件，滿足科研用戶對于代謝物高通量、高靈敏度的快速篩查需求。
參考文獻
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.
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文中方案及所涉產(chǎn)品僅作科研用途，不用于臨床診斷。