Evaluation of change in metabolome caused by comprehensive diabetes treatment: A prospective observational study of diabetes inpatients with gas chromatography/mass spectrometry-based non-target metabolomic analysis

概要

〔目的（Purpose）〕
糖尿病患者では高血糖以外にも様々な代謝異常が見られるが、その詳細、特に継時的な変化は明らかでない。糖尿病治療前後の血中メタボロームの変化についての報告が複数あるが、いずれも特定の薬剤による長期間の変化を見たものであり、糖尿病に対する短期間の包括的治療が血中メタボロームに及ぼす影響は明らかにされていない．ガスクロマトグラフ/質量分析（CC/IS）による網羅的メタボローム解析を通して，入院下の包括的糖尿病治療による短期間でのメタボロームの変化を検討することを目的とした。

〔方法ならびに成績（Methods/Results）］
血糖管理目的で入院した20歳以上75歳未満の2型糖尿病患者31名及び非糖尿病ボランティア30名を対象とした．糖尿病者群は入院下で糖尿病に対する包括的治療を継続の上，第2・16病日の空腹時に採血を実施。非糖尿病者群は1回のみ採血を実施した。得られた血漿検体のメタボローム解析を、GC/NSを用いて行った。

糖尿病患者群（男性41.9%，年齢63.9±10.5歳，病期間16.8±11.1年）は非糖尿病者群（男性70.0%、年齢42.1±11.2歳）と比べ高齢で、高血圧症や脂質異常症といった併存症を多く有していた。包括的糖尿病治療前後の比較では、体重67.8±13.5→66.6±13.1kg、空腹時血糖145.4土46.1→109.1±19.0mg/d1,HDAIC9.1±2.1-8.4±1.6%，LDL-C120.0±48.5→87.8±28.8mg/dl,T6125（81-230）-94（70-129）ng/d1,y-GTP39.1‡30.4→30.9±26.9U/1と各種臨床指標の改善を認めた。メタボローム解析の結果135物質のピークを検出し、測定誤差が一定の条件以下でかつ検体由来である可能性が高い78物質を解析対象とした。主成分分析の結果、糖尿病の有無で血漿メタボロームは異なり、糖尿病患者の治療後のメタボロームは、治療前，非糖尿病者の両者と異なることが示された。糖尿病治療前後で比較し、統計学的に有意かつ10%以上の変化を示した代謝物を抽出すると、減少した代謝物には単糖類が多く含まれ、増加した代謝物には多くのアミノ酸（プロリン、グリシン、セリン、トレオニン、メチオニン、ピログルタミン酸、グルタミン、リジン）が含まれた。階層クラスター分析より、単糖類が大きく減少した症例や1,5-アンヒドログルシトールが大きく増加した症例では，これらのアミノ酸の増加が顕著であることが示された。

〔総括（Conclusion）］
血糖管理不良の2型糖尿病患者に対する2週間の包括的糖尿病治療の結果、単糖類の血中レベル低下に関連し、多くの血中アミノ酸が増加した。