港大研究：肠道菌群及其代谢产物决定运动对防治糖尿病成效

香港大学李嘉诚医学院所领导的研究团队透过对本地糖尿病前期病人所作的运动治疗进行研究，发现肠道菌群及其代谢产物是决定运动对于改善人体代谢健康的重要因素。

研究团队包括港大医学院内科学系、港大运动中心、德国汉斯诺尔研究所以及中国广东药科大学，透过分析不同人士于运动前的肠道菌群特徵，可准确预测运动参与者在从事高强度运动治疗中所获得的成效，并评估该名人士是否需要通过调节肠道菌群，从而提升运动介入治疗对糖代谢功能的改善效果。研究结果或有助建立个人化糖尿病早期防治措施。相关研究结果已于国际医学期刊《细胞代谢》发表。

研究团队从本地社区中招募了771人，经过筛选后，对其中39名超重且糖耐量受损的参与者（糖尿病前期）展开了为期12周一对一的高强度运动介入治疗。经过为期12周的运动治疗后，在没有任何药物和膳食调节的前提下，虽然所有参与者的体重和体脂比例均有大致相同程度的下降，然而糖代谢指标的改善程度却呈现巨大差异。当中70%的参与者血糖水平显著下降（下称「运动有效者」），其馀30%的参与者血糖水平则几乎没有变化（下称「运动无效者」）。

通过结合宏基因组学及代谢体学的分析，研究团队发现，「运动有效者」和「运动无效者」的肠道菌群变化存在显著差异。经过高强度运动治疗后，「运动有效者」的肠道菌群在合成短链脂肪酸、分解支链氨基酸等功能上均有显著增强；而「运动无效者」的肠道菌群则会合成大量不利于糖代谢的产物，如支链氨基酸、芳香族氨基酸等。透过将「运动有效者」的肠道菌群移植到肥胖的小鼠中进行测试，小鼠的胰岛素敏感性显著提升，而如果将「运动无效者」的肠道菌群移植至小鼠身上，则无法改善小鼠的血糖水平。另外，如果向移植了「运动抵抗」菌群的小鼠提供额外的短链脂肪酸，小鼠糖代谢紊乱的状态则会得到有效的逆转。

研究团队亦发现，于运动治疗前透过对不同参与者的肠道菌群特徵进行评测，可以准确预测运动治疗对糖尿病前期病人的成效。针对另一批30名的糖尿病前期病人，研究人员透过人工智能技术，利用肠道菌群及其代谢产物构建出的预测模型，可以准确预测运动对他们糖代谢改善的效果。肠道菌群及其代谢产物有望成为评估和预测运动干预疗效的生物标志物。

研究发现肠道菌群及其代谢产物对于运动治疗在改善代谢情况的成效有重大影响，并揭示部分糖尿病前期病人在接受运动治疗后，于改善代谢情况成效不佳的原因，是由于肠道菌群适应不良所引致。目前运动介入治疗已被广泛应用于预防多种疾病上，肠道菌群及其代谢物或可成为运动介入治疗成效的监测指标。通过监测肠道菌群的变化，临床医生和运动专家将能更有效地评估个别人士在运动治疗中获益的程度，并可以通过调节肠道菌群来帮助那些运动治疗效果不佳的患者，使他们能够从运动治疗中获得更大成效。