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目的:帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是最常见的神经系统退行性疾病之一,其具体发病机制目前尚不明确。相关研究提示部分帕金森病可能来源于肠道,肠道菌群失调在帕金森病的发生和进展中可能具有重要作用。针对中国帕金森病患者肠道菌群改变的相关研究较少,且纳入的研究对象主要为帕金森病患者与健康人群,结果可能会受到饮食习惯差异的影响。本研究旨在分析中国帕金森病患者的肠道菌群特征,比较帕金森病患者与健康人群肠道菌群结构组成和功能通路的差异,探究差异微生物与帕金森病临床特征之间的相关性,进一步筛选出可能作为生物标记物的肠道菌群。方法:纳入63名帕金森病患者和137名健康对照(健康配偶63名,年龄相仿的健康人74名)作为研究对象,收集粪便样本并提取微生物DNA,利用Illumina Hiseq2500高通量测序平台对细菌16S r RNA的V4可变区进行高通量测序。通过QIIME2软件对测序的原始序列进行处理,参照Greengenes数据库对肠道菌群进行物种注释。采用相关统计学方法分析组间样本肠道菌群的相对丰度差异,利用主坐标分析和相似性分析检验组间样本肠道菌群的结构差异。肠道菌群标志物由LEf Se方法寻找出,并通过随机森林模型评估肠道菌群对疾病的预测能力。利用Spearman相关性分析筛选与帕金森病相关的肠道菌群,然后借助广义线性模型分析菌群与疾病临床特征的的相关性。基于KEGG数据库的KOs号,分析肠道菌群的变化所影响的功能通路。结果:帕金森病患者肠道菌群的多样性明显增加,且菌群结构较配偶和健康对照组存在明显差异。帕金森病患者肠道菌群中的厚壁菌门(Firmicutes)、瘤胃菌科(Ruminococcaceae)和Akkermansia的相对丰度明显升高,而拟杆菌门(Bacteroidetes)、普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)和普雷沃氏菌属(Prevotella)的相对丰度明显降低,且患者肠道中厚壁菌门和拟杆菌门的比值明显升高。Lef Se分析发现放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌科(Verrucomicrobiaceae)和Akkermansia分别是门、科和属水平上最重要的生物标记物,能够将患者区别于配偶和健康对照组。随机森林模型表明5个科和7个属的差异物种对疾病具有较好的预测能力。相关性分析显示科和属水平的差异菌群与疾病的临床症状具有明显相关性。在科水平,脱硫弧菌科(Desulfovibrionaceae)与疾病病程具有明显的正相关;韦荣氏菌科(Veillonellaceae)与H-Y分期具有明显负相关,而脱硫弧菌科(Desulfovibrionaceae)和甲烷杆菌科(Methanobacteriaceae)则与H-Y分期具有明显正相关。此外,产碱菌科(Alcaligenaceae)与UPDRS总分和UPDRSⅢ评分同时具有明显的正相关。大多数的属水平菌群与疾病的病程和H-Y分期呈正相关。萨特氏菌属(Sutterella)与UPDRS总分和UPDRSⅢ评分同时具有明显的正相关,而Anaerostipes仅与UPDRSⅢ评分具有明显正相关。在非运动症状中,丹毒丝菌科(Erysipelotrichaceae)、链球菌科(Streptococcaceae)和链球菌属(Streptococcus)与便秘呈正相关,放射菌属(Actinomyces)与嗅觉减退呈负相关。此外,Alistipes与患者家族史具有正相关,但是未发现微生物与睡眠障碍以及杀虫剂接触史之间的明显关联性。PICRUSt功能预测发现患者肠道菌群中与转录(Transcription)和脂类代谢(Lipid Metabolism)相关的通路明显增加,而与能量代谢(Energy Metabolism)和糖代谢(Carbohydrate Metabolism;TCA cycle)相关的通路则明显降低。结论:我们的研究进一步验证了中国帕金森病患者肠道菌群多样性和丰度的明显改变,且这种改变与帕金森病的临床症状具有明显相关性,同时我们还发现了特定的肠道菌群可以作为中国帕金森病潜在的生物标志物。