试验设计 按照纳入和排除标准招募了34名受试者，受试者被随机分配每日服用含有2gXOS（2.8g 70％XOS）或胶囊安慰剂（麦芽糊精），其中16名健康受试者(安慰剂：n=9；XOS：n=7)和13例前驱糖尿病受试者(安慰剂：n=6；XOS：n=7)，进行干预8周。该研究包括三个阶段：2周的磨合期和8周的干预期；在基线和干预期的第8周，每个受试者共收集了两次粪便，收集后24小时内储存在-20℃下，进行Miseq测序；使用Tanita-BC418生物电阻抗分析仪测量身体组成；在基线和第8周的测试日，前驱糖尿病受试者在葡萄糖耐量试验（OGTT）开始前的2.5小时内保持空腹状态，在基线抽血后的0分钟，立即给予75g的葡萄糖，随后在30、60和120min后采集血样，血清样本保存在-80℃并通过平衡模型（HOMA-IR）评估的胰岛素抵抗指数；同时检测受试者血清甘油三酯、血清葡萄糖、血清胰岛素、活性GLP-1、瘦蛋白、胰多肽（PP）和TNFα。 试验结果 （1）受试者 表1显示了4组参与者的基线特征。研究人群包括16名年龄在21至49岁之间的健康受试者（4名和12名女性），13名年龄在30至63岁之间的前期糖尿病受试者（9名男性和4名女性），受试者表示摄入2g/d的XOS未产生任何不良反应或症状。
（2）与前驱糖尿病相关的肠道微生物组成变化 由图1A可知，与健康受试者相比，前驱糖尿病受试者肠道中与2型糖尿病相关的门Synergistetes的丰度显著更高（P≤0.05）；由图1B可知，13个属在前驱糖尿病受试者中有显著应答（P≤0.05）；此外，与健康受试者相比，前驱糖尿病受试者的Allisonella、Cloacibacillus、Enterorhabdus、Howardella、Megamonas和Slackia的丰度显著升高，而Adlercreutzia，Anaerococcus，Ethanoligenens，Gordonibacter，Lactococcus，Parasutterella和Tissierella的丰度显著降低。
（3）补充XOS对健康和糖尿病前期受试者肠道微生物的影响 在健康受试者中，XOS诱导1门、3纲、7科、23属和25种发生显著变化(图2)。由图2A可知，安慰剂组的健康受试者厚壁菌门在8周内的丰度增加了20%，而XOS干预显著逆转了这一增加(P≤0.05)；由图2B可知，在健康受试者中，XOS抑制了与感染性疾病相关的Streptococcus和Subdoligranulum的增加。 在前驱糖尿病受试者中，XOS诱导3纲、1科、7属、17种发生显著变化(图3)。由图3A可知，8周的XOS干预并未导致前驱糖尿病受试者肠道菌群在门水平发生显著变化；由图3B可知，在前驱糖尿病受试者中， Blautia，Anaerotruncus，Dialister和Oscillospira是4个丰富的属，但XOS干预后减少或扭转了4个属的种群数量下降幅度。
（4）补充XOS可逆转与糖尿病前期相关的肠道菌群改变 由图4A-C可知，8周的XOS干预显著减少或逆转了健康受试者中Howardella和Slackia的丰度增加，以及前驱糖尿病受试者Enterorhabdus的丰度增加；由图4D可知， XOS的干预显著逆转了健康和前驱糖尿病受试者的Blautia hydrogentrophic丰度的下降(P≤0.05)。
（5）XOS对糖尿病前期受试者人体成分、代谢和免疫标志物的影响 由图5可知，8周的XOS干预后，前驱糖尿病受试者体重和BMI、脂肪%、躯干脂肪%等总脂肪指数均未改变。由图6A可知，前驱糖尿病受试者在OGTT 2小时的胰岛素反应呈现随XOS的干预而降低的趋势(P=0.13)；由图6B-H可知，XOS干预对于前驱糖尿病受试者的血清葡萄糖，HOMA-IR，血清活性GLP-1，血清甘油三酯，血清胰多肽，血清瘦素，和炎性标记物TNFα均未观察到显著差异。
试验结论 总之，XOS干预显著降低或逆转了前驱糖尿病患者的Howardella、Enterorhabdus和Slackia属的丰度增加以及显著逆转了Blautia hydrogentrophic丰度的下降；且在前驱糖尿病患者中，XOS显示出降低OGTT 2 h胰岛素水平的趋势来增加胰岛素敏感性，表明XOS可能有益于逆转糖尿病发展过程中肠道微生物群的变化。
参考资料： Yang J, Summanen P H, Henning S M, et al. Xylooligosaccharide supplementation alters gut bacteria in both healthy and prediabetic adults: a pilot study[J]. Frontiers in Physiology, 2015, 6(6). |
