代谢手术治愈糖尿病的秘密重构代谢网络

吴家睿中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所研究员

题图由王国燕、陈磊绘制

导读

治疗糖尿病不仅可以用药物，还可以用手术。为什么代谢手术能够治愈糖尿病？日前中国科学院系统生物学重点实验室研究人员发表的一篇研究论文，利用系统生物学的手段揭示了这个秘密。

自上世纪90年代以来，我国人群的肥胖患病率逐年增长；与此同时，糖尿病患病率也在节节升高。当下我国的肥胖和糖尿病患者人数已居全球首位。人们早就认识到，肥胖是2型糖尿病的常见伴发症。显然，这二种疾病的同步增长进一步从流行病学角度表明，肥胖是糖尿病，尤其是2型糖尿病的主要危险因素。

最初治疗肥胖症的方式主要是生活方式干预和药物治疗。上世纪60年代，人们开始采用特定操作方式的“减重手术”来治疗肥胖症。减重手术可以使体重持续下降，从而长期改善肥胖症患者的健康状况和生活质量，同时增加生存期。研究者进而发现，减重手术对2型糖尿病患者也有显著疗效，尤其是对糖尿病合并肥胖的患者；“来自国内的报道显示，手术1年后糖尿病缓解率可达73.5%。有多项临床证据表明，与强化生活方式干预和降糖药物治疗相比，手术能更有效地减轻体重和改善血糖，同时可使血脂、血压等代谢指标得到全面控制”[1]。医学界由此将“减重手术”更名为“代谢手术”（Metabolicsurgery）。

在美国克利夫兰医疗中心年公布的十大医疗创新榜上，代谢手术治疗糖尿病位列榜首。在年9月于英国伦敦召开的国际第2届糖尿病外科高峰会议上，发布了关于代谢手术治疗2型糖尿病的全球联合声明[2]。中华医学会糖尿病学分会在年发布的《中国2型糖尿病防治指南（年版）》中明确指出：“BMI≥32.5kg/m2，有或无合并症的2型糖尿病，可行代谢手术”[1]。

代谢手术的常用方式有四种：袖状胃切除术、胃旁路术、可调节胃束带术和胆胰旁路术[1]。胃旁路术(Gastricbypasssurgery)的应用比较普遍；其手术基本特征为：首先在胃的上端分割构成一个胃小储袋，然后截断小肠，把小肠的位置接到胃小储袋，从而形成食物经过消化道的旁路，达到限制胃容量，减缓胃排空速度，降低小肠的营养吸收能力。

一个随之而来的困惑是：代谢手术治疗糖尿病究竟是体重下降的伴随结果，还是有独立于减重的分子机制？近些年来，研究者一直试图揭示出代谢手术治疗糖尿病背后的分子机制，但至今尚未有一个较完整的认识。近日，《EBioMedicine》这份由CellPress和Lancet联合出版的转化医学刊物上，发表了一项由中国科学院系统生物学重点实验室吴家睿，曾嵘，陈洛南研究组与丹麦哥本哈根大学JensJ.Holst研究组的合作研究工作：“SystemsSignatureRevealsUniqueRemission-pathofDiabetesGeneratedbyGastricBypassSurgery”，从系统生物学的角度对这个问题给出了一个全新的答案[3]。

丹麦研究人员首先对肥胖糖尿病患者和血糖正常的非糖尿病肥胖个体进行了胃旁路手术，并在手术前和手术后（1周、3个月和1年），分别提取每个患者餐前和餐后共12个时间点的血浆及详尽的临床数据；然后将这些血样提供给中方合作者进行质谱分析。中方研究者从这些血样的质谱数据中，选择了所有患者在每个时间点血样中都检测到的种蛋白质和种代谢物作为进一步分析的对象。研究人员从系统生物学的研究思路出发，







































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