现在发现的肠道微生物与疾病的关系可谓数不胜数，等各种常见的疾病都与它相关。不过，之前大部分研究都只是证明肠道微生物与疾病可能有关，并不能说明就是肠道微生物导致了这些疾病。
可是就在今天，科学家终于敲下了肠道微生物与一种常见疾病——糖尿病之间关系的实锤。
荷兰格罗宁根大学的Cisca Wijmenga 和英国牛津大学的Mark McCarthyl领导的一个联合团队发现，肠道微生物产生的丁酸，能改善人体的胰岛素响应；而另一种产物丙酸的异常，则会提高2型糖尿病的发病风险。相关研究发表在著名学术期刊Nature Genetics上[1]。
人体微生物的数量甚至超过了人体本身细胞的数量，如此庞大的菌群必然会对身体产生千丝万缕的影响。而大部分菌群又都存在于肠道中，因此，肠道微生物一直是近年来研究的热点。不过，现在对肠道微生物的研究普遍存在一些问题。一方面，很多研究都做的不够深入，很多情况下都只发现了一些相关性的证据（如菌群变动与疾病相关等），缺少细致的因果关系，这样就很难应用于临床[2]。另一方面，还有不少研究是在动物身上完成的，例如，科学家就在动物中发现，肠道微生物促进2型糖尿病发展的原因[3]。这些研究可能找到因果关系，但很难说就一定适用于人体。
虽然人们发现，肠道菌群与2型糖尿病各种相关。可是目前还缺少在人体中，肠道微生物与2型糖尿病之间关系的直接证据。这也让通过干预肠道微生物，防止糖尿病的努力裹步不前。不过，人们一直在努力朝这个目标前进。之前有研究表明，由肠道微生物发酵产生的短链脂肪酸会影响血糖的水平[4]。但是，对于各种不同的短链脂肪酸（如乙酸、丙酸、丁酸等）到底发挥了怎样的作用，目前还不清楚。
为了搞清这个问题，研究者们收集了荷兰952名志愿者的数据，包括：全基因组数据、肠道宏基因组（指肠道中全部微生物的基因组）数据、粪便中短链脂肪酸的含量，以及他们的临床数据进行分析。其中，临床数据包括各种人体参数及血糖指标。他们试图找到肠道微生物组——代谢产物组——人体指标（包括血糖指标）之间的具体联系。从这些数据中，研究人员着重分析了245种微生物特征，包括2种粪便中的短链脂肪酸水平、57种独特的微生物分类单元以及186条微生物的信号通路。他们通过一种叫双向孟德尔随机化设计的方法，来寻找微生物特征与血糖特征之间的因果关系。并用反变量加权方法进行检验，以鉴定出最佳的可能。
经过分析，研究人员发现在口服葡萄糖耐量试验中，4-氨基丁酸的降解与胰岛素分泌的上升有关。4-氨基丁酸的降解产物正是丁酸。而在这些人的样本中，4-氨基丁酸降解通路活跃的菌（Eubacterium rectale和Roseburia intestinalis）正是著名的丁酸产生菌。这说明丁酸很可能在摄入葡萄糖后，促进β细胞分泌胰岛素，调节血糖。
这个观点得到了一个独立的临床研究的证明。一项对35名健康个体中的肠道菌群干预试验表明，通过补充益生菌降低产生丁酸盐的细菌的水平，会对葡萄糖代谢产生不利影响。并且，研究人员还发现肠道菌群生产的另外一种短链脂肪酸——丙酸，会增加糖尿病的风险。粪便中丙酸含量越高，2型糖尿病风险越高。而对英国一个数据库里的数据进行检索，也印证了这个结果，粪便里丙酸水平升高与2型糖尿病的风险升高有关。这说明丙酸可以作为预测2型糖尿病的风险因素。而且，人们可以从丙酸出发，寻找2型糖尿病产生的机制。
这个研究首次在人体中找到了，肠道菌群与胰岛素抵抗以及2型糖尿病之间的因果关系。即：丁酸可以促进餐后胰岛素分泌；而粪便中丙酸含量的增加，会提高2型糖尿病的风险。作者也表示，丙酸与糖尿病风险之间的因果关系，需要进一步的研究。现在还是要谨慎对待。
虽然这个队列是目前在人群研究中最大的队列，但是仍然不足以弄清所有肠道微生物的特征。因此，后面需要更大、更全面的人群研究。无论如何，这个研究为后来的研究者们指明了方向。向人们展示了通过干预肠道微生物（如生产丁酸）治疗调节血糖，以及通过肠道微生物预测和及早防治2型糖尿病的广阔前景。
参考资料：
[1] Causalrelationships among the gut microbiome, short-chain fatty acids and metabolicdiseases. Nature, 2019, Doi: org/10.1038/s41588-019-0350-x
[2] 2 diabetes: fromcurrent human evidence to future possibilities[J]. Diabetologia, 2017, 60(6): 943-951.
[3] Host Genotype and Gut Microbiome Modulate Insulin Secretion andDiet-Induced Metabolic Phenotypes[J]. Cell Reports, 2017, 18(7): 1739-1750.
[4] Gutbacteria selectively promoted by dietary fibers alleviate type 2 diabetes[J].Science, 2018, 359(6380): 1151-1156.
