功能性消化不良患者与健康人群胃内细菌基因组的分析研究

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目的探讨功能性消化不良患者(FD)与健康人群(HC)胃内细菌的基因组情况,分析和比较两组人群之间胃粘膜相关菌群结构是否存在差异。为FD的发病机制找出可能的微生物影响因素。方法依据罗马III功能性消化不良标准纳入FD病人(n=30例),对照纳入健康人(n=30例),以上纳入人群在内镜下胃粘膜均为正常表现,且C13呼气试验、快速尿素酶、病理均证实无幽门螺杆菌(Hp)感染,内镜下活检获取正常胃粘膜标本2块(胃窦、胃体各1块),置于-80℃冰箱保存。采用QIAamp DNA分离试剂盒联合珠打法提取粘膜细菌总DNA,扩增目标16S rDNA片段,混样、纯化、建库后完成上机准备。Miseq测序仪(Illumina)对V4区域文库进行测序,原始序列经去除引物、标签后,FLASH数据包拼接小读长片段,QIIME软件包过滤低质序列,分配各序列至运算分类单位(OTUs)。应用RDP软件将每个OTUs最长片段与数据库进行比对搜索,构建物种注释信息。评估样品α多样性指数(rarefraction、chao1、shannon)并绘制相应曲线,比较不同样本物种丰度和取样合理性。评估样品β多样性指数,依据加权和非加权unifrac距离进行主坐标分析(PcoA)和算术平均组对聚类分析(UPGMA),检测不同组间在物种构成多样性上的差异。结果FD组和HC组经质控后平均每个样品序列数为28262条和30261条。分配到种水平上的平均OTUs在两组中分别为271±72、293±88;chao1为290±89、319±108;shannon为4.57±1.19、5.03±1.29,以上两组指数间比较均无统计学差异(p>0.05)。在门水平上,FD组在门水平共有17类丰度大于0.01%门类,前五位依次为Proteobacteria,Bacteroidetes,Firmicutes,Actinobacteria,Crenarchaeota,前三名在所有样品中均存在,而HC共有17类丰度大于0.01%优势门类,前二名在所有样品中均存在。与HC组比较,FD组proteobacteria、Fusobacteria相对丰度升高,而Nitrospirae下降。在属水平上,FD组丰度大于1%的优势属为Acinetobacter,Corynebacterium, Streptococcus, Prevotella,Neisseria。HC组则为Acinetobacter, Corynebacterium, Bacteroides,Helicobacter,Rubrobacter,Streptococcus,Candidatus Nitrososphaera。在两组丰度高于0.1%的58个属中, FD组有5个属较HC组相对丰度增加,3个属相应丰度下降。基于PCA和UPGMA聚类的Beta多样性分析可知,FD和HC两组间同一解剖部位菌群有部分聚类,但均存在明显交叠现象。而对同一组人群的两个解剖部位菌群分析可知,部分人的胃体和胃窦样品存在聚类现象或交叠现象。结论1、功能性消化不良和健康人群胃粘膜菌群均存在一定的多样性,包含一些人们未曾认识的菌属。2、功能性消化不良和健康人群在细菌丰度和菌群结构上存在着相似性,但在部分菌种上存在统计学差异,这种差异是否对疾病的发生发展产生影响,有待于进一步研究。
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