PeerJ：肾结石合并2型糖尿病对患者尿微生物群的影响

背景：肾结石是一种常见的泌尿系统疾病，可导致患者严重的腰痛、肾积水、肾功能下降、尿路感染和其他不适或并发症。它也可能频繁复发，严重影响生活质量。肾结石是一个全球性的健康问题，估计全球成年人的患病率约为12%。Wang等人对1990 - 2016年的疾病数据进行了统计分析，发现近30年来患病率呈阶段性上升趋势，1991 - 2000年患病率为5.96%，2001 - 2010年患病率为8.86%，2011年至今患病率为10.63%。

肾结石的确切原因尚不清楚，但研究表明与环境因素有关，近年来菌群已成为一个密切研究的环境因素。多项研究表明，患者的肠道菌群出现了紊乱。Stern等人报告称，与健康个体相比，患者肠道中的拟杆菌增加了3.4倍，而普雷沃氏菌的数量比健康个体低2.8倍。他们还发现拟杆菌是结石形成的独立危险因素。Ticinesi及其同事还发现，与健康个体相比，结石患者的肠道微生物群存在差异，例如患者的微生物多样性较低，Faecalibacterium、Enterobacter和Dorea属的相对丰度较低。此外，某些与草酸降解相关的细菌在患者体内的相对丰度下降。

泌尿系微生物群是近年来人类微生物群研究的另一个领域。2012年，研究人员利用扩大定量尿液培养和高通量测序技术打破了“无菌膀胱”的传统概念。研究表明，膀胱与身体其他部位一样，也蕴藏着菌群，其微生物结构与个体健康状况有关。由于膀胱有泌尿系微生物群并通过输尿管与肾盂相连，因此肾盂也可能有泌尿微生物群。因此，我们的研究小组近年来在对膀胱进行消毒后采集肾盂尿液样本，确实证实了肾盂中存在泌尿微生物群。

目的：鉴于糖尿病是结石患者的常见并发症，糖尿病引起的尿糖和尿酸升高可改变肾盂微生物生长环境，我们的研究小组旨在研究合并糖尿病的结石患者是否会影响肾盂尿微生物群的多样性和结构。

方法：碎石时，输尿管镜下取尿，膀胱消毒后取肾盂尿1ml。采用16S rRNA和Illumina Novaseq平台对V3 - V4高变区进行测序。

结果：香农指数显示，与单纯T2DM组相比，KSD合并T2DM组明显降低(假发现率D 0.041)。主坐标分析(PCoA)显示，与KSD合并T2DM组相比，KSD合并T2DM组有明显的细菌群落(错误发现率D 0.027)。KSD合并T2DM组鞘单胞菌、杆状杆菌和乳酸杆菌的丰度显著高于单纯KSD组(假发现率< 0.05)。Enhydrobacter、Chryseobacterium和Allobaculum与空腹血糖和HbA1c值呈正相关(P < 0.05)。

图1细菌多样性在KSD+DM和仅KSD患者之间存在差异。KSD+DM组与仅KSD组细菌菌群的比较分析。(A)在操作分类单位水平上采用Chao 1指数评估细菌丰富度。采用Wilcoxon秩和检验，并使用Benjamini和Hochberg错误发现率调整p值。(B)利用Shannon指数在操作分类单位水平上评估细菌多样性。采用Wilcoxon秩和检验，并使用Benjamini和Hochberg错误发现率调整p值。(C)基于Bray-Curtis距离的主坐标分析(PCoA)揭示了不同类群间微生物组成的差异。95%置信椭圆表示每一组。采用置换多元方差分析(Permutational Multivariate Analysis of Variance, PERMANOVA)对两组患者进行统计学比较。使用Benjamini和Hochberg错误发现率调整p值。(D)生成维恩图，比较不同组间ASV组成

图2各组细菌组成比较。参与者的细菌谱。(A)十个最丰富的细菌属，以及它们对应的门。(B)在组间表现出显著差异的属已被提出。使用Wilcoxon秩和检验评估这些差异，并根据Benjamini和Hochberg错误发现率进行调整

表1各组间空腹血糖和HbA1c值与细菌丰度差异的相关性。

结论：与单独患有肾结石的人相比，肾结石合并糖尿病导致尿液菌群多样性和结构发生显著变化。因此有必要进行动物研究，以验证这些区别，为日后泌尿系微生物群的治疗提供思路。

原文出处：

Li X,  Tang Y,  Xu Z,Impact of coexisting type 2 diabetes mellitus on the urinary microbiota of kidney stone patients.PeerJ 2024;12