1型糖尿病（T1D)在临床表现进展与免疫病理方面存在年龄相关的异质性，但其潜在分子机制尚不清楚。研究人员整合108例新诊断T1D患儿及56例健康对照的微生物组、代谢组、脂质组和转录组数据，以探究年龄相关内型。受试者按发病年龄分为早发型(E-T1D，<7岁)、中间型(I-T1D，7-12岁)和晚发型(L-T1D，≥13岁)。多组学分析揭示了T1D亚组间不同的分子特征。最具富集特征的微生物标志物分别为：E-T1D中的Acetatifactor属(LDA评分=3.49)、I-T1D中的Firmicutes A门(LDA评分=5.56)以及L-T1D中的Bacteroidaceae科(LDA评分=5.78)。代谢物方面，哌啶酸在E-T1D中升高最显著，睾酮在I-T1D中升高最显著，而N-乙酰基高瓜氨酸在L-T1D中富集最显著。脂质组学分析显示亚组特异性改变：E-T1D中LPA(16:1)水平升高，I-T1D中TG(16:0/18:2/18:3)升高，L-T1D中TG(18:0/18:1/18:1)升高。外周B细胞占淋巴细胞比例在E-T1D中最高（中位数=11.64%）且与免疫相关通路上调相关，在L-T1D中最低（中位数=5.99%）且与代谢过程相关，而I-T1D（中位数=8.47%）则表现出两组中间特征。多组学互作网络整合及实验验证揭示，微生物物种Dialister invisus可能通过二十二碳五烯酸(DPA)促进外周B细胞增殖，从而可能促进早发型T1D的发生。这些发现为理解T1D年龄相关内型提供了分子框架，并提示了精准干预的潜在靶点。
1型糖尿病（T1D)是一种以胰岛素缺乏导致高血糖为特征的自身免疫性疾病，其发病受遗传易感性和环境因素共同影响。T1D是儿童期最常见的内分泌代谢疾病之一，发病率在10-14岁达到高峰，且伴随长期并发症负担和预期寿命缩短。越来越多的证据表明，T1D在临床特征、进展速度、残余β细胞功能、免疫病理及治疗反应方面存在异质性。在与此异质性相关的因素中，诊断年龄备受关注。组织病理学研究显示，7岁前诊断的患儿常表现出更具侵袭性的胰岛炎，伴更高水平的CD8
+ T细胞和CD20
+ B细胞浸润、更广泛的β细胞丢失及异常的胰岛素原加工；而13岁及以上诊断者则倾向于呈现相反模式，7-12岁诊断者可能表现出任一种表型特征。这些病理学观察得到芬兰儿童糖尿病登记研究的佐证：该队列中，7岁前诊断的患儿一级亲属患病率更高、HLA赋予的疾病易感性更强、胰岛素自身抗体频率更高；相反，13岁及以上诊断者更常表现为谷氨酸脱羧酶自身抗体频率更高、诊断前症状持续时间更长及严重代谢失代偿。Inshaw等报道，一部分T1D相关变异对7岁以下诊断的疾病易感性更强，且这些变异位于兼具免疫系统和胰腺β细胞功能的候选基因附近。此外，较年轻时诊断的T1D与死亡率和心血管事件增加相关，10岁前诊断者超额风险最大。这些发现共同支持T1D年龄相关内型的存在，并强调考虑诊断年龄相关异质性的重要性。
研究T1D年龄相关内型的意义超越疾病分类本身。T1D的异质性直接影响疾病预测、预防和治疗，并日益被视为该领域精准医学的关键障碍。患者在代谢下降、内源性胰岛素分泌保留、免疫激活和治疗反应方面差异显著，表明当前宽泛的诊断分类未能完全捕捉疾病的潜在生物学特征。因此，内型概念日益受到关注，作为识别具有不同病理生理机制且可能对不同干预措施敏感的T1D亚群的手段。这一问题在儿童期和青春期诊断的T1D中尤为相关，因为较年轻患者常表现出更具侵袭性的病程和更快速的β细胞功能丧失。更好理解年龄相关异质性有助于解释为何不同诊断年龄的患者疾病进展差异显著，并可为预防策略设计、生物标志物风险分层和治疗试验提供依据。
尽管取得上述进展，目前对T1D年龄相关内型的认识仍有限。既往研究多聚焦于遗传易感性、自身抗体谱、诊断时临床特征及胰腺组织病理学。这些研究对确立年龄相关内型概念至关重要，但仅提供了疾病异质性的部分图景。T1D通过遗传 predisposition、免疫失调、β细胞应激和环境因素的相互作用而发展，越来越多的证据表明肠道微生物群、循环代谢物、脂质代谢及免疫细胞功能状态均参与该过程。微生物组变化在T1D中日益被报道，代谢和脂质紊乱以及免疫细胞转录改变也与疾病症状和进展相关。然而，这些分子特征很少在诊断年龄背景下被综合考察。尤其不清楚的是，不同诊断年龄的儿童和青少年是否在多个分子层面表现出协同改变，或此类改变是否通过共享生物学通路相互连接。因此，年龄相关T1D内型的分子基础尚不充分理解，需要整合多组学分析以系统层面理解这些亚群背后的机制。
研究人员对新诊断T1D患儿按诊断年龄分为早发型(<7岁)、中间型(7-12岁)和晚发型(≥13岁)组，整合肠道微生物组、血清代谢组、血清脂质组和外周免疫转录组谱，以定义与年龄相关T1D内型相关的分子特征。研究不仅描述个体组学数据集内的差异，还利用多组学网络分析和实验验证考察分子层之间的潜在联系，为儿童T1D年龄相关异质性提供整合视角，并识别年龄定义亚群的不同分子和免疫特征，扩展当前年龄相关T1D内型框架，为未来生物标志物开发和机制导向的精准干预奠定基础。
研究人员从108例新诊断T1D患儿和56例年龄、性别匹配的健康对照收集血液、粪便和外周血单个核细胞(PBMCs)，进行肠道微生物组、血清代谢组、血清脂质组和单细胞PBMC转录组整合分析。研究发现，与对照相比，T1D组高风险HLA基因型频率升高，且在E-T1D、I-T1D和L-T1D亚组间呈下降趋势(P=0.015)；诊断时抗体阳性和酮症在T1D亚组间无显著差异；空腹C肽水平呈年龄相关增加(P<0.001)，而血脂谱显示L-T1D代谢异常更显著(P=0.005)；甲状腺过氧化物酶抗体水平在T1D中显著高于对照，且L-T1D亚组有升高趋势。
微生物组分析显示，肠道微生物群在六个亚组间存在差异，β多样性在T1D三类亚组及健康对照三类亚组间均显著不同。I-T1D呈现过渡状态，部分与E-T1D和L-T1D重叠。为消除年龄对微生物群特征的潜在混杂影响，研究通过减去相应健康对照的差异分类群来识别各T1D亚组特异性微生物特征。LEfSe分析显示，E-T1D、I-T1D和L-T1D中最富集的微生物标志物分别为Acetatifactor属(LDA=3.49)、Firmicutes A门(LDA=5.56)和Bacteroidaceae科(LDA=5.78)。功能KEGG通路富集分析显示，戊糖和葡萄糖醛酸互转换及苯丙氨酸代谢通路分别在E-T1D和L-T1D中具有最高报告者评分。各T1D亚组与其年龄匹配对照比较也显示显著差异：E-T1D中Coprococcus属最显著富集(LDA=3.39)，伴随半乳糖代谢通路富集；I-T1D中Firmicutes A门最强富集(LDA=4.67)，脂多糖生物合成功能上调；L-T1D中Bacteroides fragilis物种显著增加(LDA=4.29)，氨酰-tRNA生物合成是最富集通路。
代谢组学通过非靶向液相色谱-串联质谱鉴定3882种血浆代谢物，其中1096种为内源性、2786种为环境代谢物。PLS-DA分析显示六个亚组间血清代谢物谱存在差异，I-T1D介于E-T1D和L-T1D之间，提示潜在中间代谢表型。OPLS-DA和单变量分析筛选差异代谢物，排除年龄相关影响后，E-T1D、I-T1D和L-T1D亚组分别鉴定出26、25和19种内源性代谢物及30、33和65种环境代谢物作为特征代谢物。内源性代谢物中，哌啶酸在E-T1D中增幅最大(FC=1.87)，睾酮在I-T1D中最高(FC=12.51)，N-乙酰基高瓜氨酸在L-T1D中最富集(FC=5.63)。通路分析显示醚脂代谢在E-T1D中最显著富集(P=0.049)，生物素代谢在L-T1D中最显著(P=0.043)。
脂质组学分析同样显示六个亚组间血清脂质谱存在差异，I-T1D在脂质组学模式上介于E-T1D和L-T1D之间。控制年龄影响后，E-T1D、I-T1D和L-T1D分别鉴定出15、23和13种脂质组学特征。各组最显著改变的脂质分别为：E-T1D中的LPA(16:1)(FC=1.96)、I-T1D中的TG(16:0/18:2/18:3)(FC=1.53)和L-T1D中的TG(18:0/18:1/18:1)(FC=1.84)。
单细胞RNA测序选取10例E-T1D、10例I-T1D、7例L-T1D及其年龄性别匹配对照共54例样本，获得376,996个细胞中32,177个基因的转录谱，鉴定13种免疫细胞类型。加权最小二乘模型计算免疫细胞比例显示：B细胞和浆细胞占总淋巴细胞比例在E-T1D中最高、L-T1D中最低、I-T1D中介于两者之间(中位数分别为11.64%、5.99%和8.47%)；MAIT细胞则呈相反趋势。该发现在15例独立队列中得到流式细胞术验证。B细胞亚群重聚类分析显示，初始B细胞(B_Naive)在E-T1D中最丰富、L-T1D中最少、I-T1D中介于两者之间(中位数分别为7.03%、4.91%和3.72%)。通路富集分析揭示E-T1D主要富集免疫相关通路，L-T1D富集氨基酸代谢通路，I-T1D则兼具两者特征。
多组学互作网络分析基于各T1D亚组上调的生物标志物，构建包含65种微生物分类群、94种内源性和184种环境代谢物、53种脂质及724个基因的大规模网络。研究鉴定出175种微生物-代谢物/脂质互作对、3836种代谢物/脂质-基因互作对及766种微生物-基因互作对，形成665种直接微生物-基因互作和2608种显著的三元互作。在物种水平的微生物分类群中，Dialister invisus连接最为广泛，与最多基因(n=26)显著相关，其中与ROCK2、STMN1和ALG11的相关性可由代谢物介导，与STMN1相关性最强。D. invisus在E-T1D亚组特异性上调，与诊断年龄负相关，仅与内源性代谢物DG(12:0/12:0/0:0)[iso2]和二十二碳五烯酸(DPA)显著相关，参与18种三元互作，包括D. invisus-DPA-STMN1三元组。
体外实验验证显示，高浓度DPA(1 mM、2 mM)刺激可促进B细胞增殖并上调STMN1基因表达，该基因是细胞增殖和分化的调控因子。与此一致，转录组分析显示STMN1在E-T1D亚组中表达最高。培养上清中IL-6和IgM浓度在DPA刺激后显著增加，提示B细胞激活和抗体分泌增强。
讨论部分，研究人员指出T1D作为异质性自身免疫病，发病年龄影响疾病表现、进展和免疫调节。本研究首次在T1D背景下鉴定了微生物群与宿主免疫状态直接的关联以及由代谢物和脂质介导的间接关联。与芬兰儿童糖尿病登记研究一致，研究人员观察到HLA高风险基因型在E-T1D中最频繁、L-T1D中最低；空腹C肽随诊断年龄增加而增加；L-T1D存在血脂异常。微生物组方面，Acetatifactor、Firmicutes A和 swings和Bacteroidaceae分别在E-T1D、I-T1D和L-T1D中富集。E-T1D中最显著富集的戊糖和葡萄糖醛酸互转换通路与糖尿病肾病发生相关；L-T1D中苯丙氨酸代谢最富集，与既往T1D患儿及合并代谢功能障碍相关脂肪性肝病的T1D患者中苯丙氨酸升高报道一致。代谢物方面，E-T1D中升高的哌啶酸和邻苯二甲酸可能提示免疫和环境触发因素；L-T1D中富集的N-乙酰基瓜氨酸反映氨基酸乙酰化改变。脂质组学鉴定出的特征性脂质中，LPA水平升高在大鼠STZ诱导糖尿病中通过Oxi-LDL/LPA/LPAR1/BACE1级联促进β细胞损伤和氧化应激，而I-T1D和L-T1D中甘油三酯改变与T2D患者代谢谱相似，提示晚发型T1D存在共享代谢机制。转录组层面，B细胞尤其初始B细胞比例在三个亚组中逐渐下降，与胰岛免疫细胞浸润模式一致，提示B细胞可能具有区分T1D早晚发病的潜力。Luo等研究同样报道新诊断T1D患者外周初始B细胞比例增加。除比例差异外，B细胞功能也呈现年龄相关内型差异：E-T1D以免疫反应为主，L-T1D以代谢为主，I-T1D兼具两者特征。
多组学相关网络揭示，大多数内源性和环境代谢物与诊断年龄和空腹C肽相关，提示其密切参与T1D自身免疫过程。D. invisus先前与前糖尿病风险相关，本研究发现其在E-T1D中富集并与细胞增殖基因强烈连接，包括STMN1、ROCK2和TENT4A，还与干扰素信号基因(NUP58、PSMD14)和抗原呈递基因(ACTR10、ATG10)相关。D. invisus与DPA相关性最强，形成D. invisus-DPA-STMN1三元互作。DPA在E-T1D上调，在超重女性早发型妊娠糖尿病中也有报道。体外实验证明高浓度DPA可刺激B细胞增殖并上调STMN1表达，同时IL-6和IgM分泌增加，提示DPA促进B细胞免疫激活。STMN1是有丝分裂关键基因，在EB病毒感染的淋巴母细胞系和B细胞中表达升高，被认为可能通过分子模拟诱导T1D。研究人员還发现STMN1在E-T1D亚组特异性上调，结合该组最高外周B细胞比例，揭示潜在致病机制：E-T1D中D. invisus上调可能通过DPA上调STMN1表达，从而促进B细胞增殖和自身免疫激活。
研究局限性包括：横断面设计限制因果推断；scRNA-seq样本量相对较小限制统计效能；多组学网络中仅部分验证了代谢物与基因的调控关系，微生物与代谢物的相关性需进一步探究。
研究結論揭示年龄相关T1D内型具有不同的微生物、代谢、脂质和免疫特征：E-T1D亚组表现显著免疫激活，L-T1D亚组表现代谢优势，I-T1D亚组表现中间特征。功能验证支持多组学相关网络中的跨组学调控联系，突出D. invisus-DPA-STMN1三元组作为T1D潜在免疫-代谢靶点。
