基于16S rRNA高通量测序分析的眼表菌群分布的初步研究

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目的:通过人结膜囊拭子16S rRNA高通量测序,对人群结膜囊带菌情况进行调查分析,比较不同人群之间眼表微生物群落特征,为眼表微生物组学在眼科学的应用提供临床与理论依据。方法:选取自2018年1月至2018年12月在北京协和医院眼科就诊的150人150只眼,采集结膜囊拭子,使用Illumina高通量测序技术(MiSeqIllumina测序平台)对样品中所有细菌的16S rRNA V3-V4高变区进行测序。将测序结果进行操作分类单元(Operational Taxonomy Unit,OTU)聚类后分析菌群相对丰度及多样性,并分析年龄、性别、疾病类型及手术史等因素与眼表菌群特征的相关性。结果:测序分析结果表明眼表有多样化的微生物群落。生物信息学分析显示,在门的水平上,位于前五位的是厚壁菌门、变形杆菌门、放线杆菌门、拟杆菌门、异常球菌-栖热菌门。在科的水平上,位于前五位的是乳酸杆菌科、棒状杆菌科、假单胞杆菌科、莫拉氏菌科、葡萄球菌科。在属的水平上,位于前十位的是乳酸菌属、假单胞菌属、棒状杆菌属、葡萄球菌属、单胞菌属、不动杆菌属、红球菌属、栖水菌属、链球菌属、拟杆菌属。年龄因素影响菌群分布,60岁以上人群的眼表菌群丰度更高,拟杆菌、普氏菌、粪杆菌、毛螺菌、瘤胃菌、梭状芽孢杆菌、乳酸菌的含量更为丰富;而30岁以下的人群中根瘤菌的含量更高。疾病类型与菌群分布相关,黄斑裂孔(macular hole,MH)患者中菌群丰度及多样性均增高,中心性浆液性脉络膜视网膜病变(central serous retinopathy,CSC)患者中菌群丰度及多样性均降低。通过对比分析,性别、疾病累及部位、是否有手术史对菌群分布未产生明确影响。结论:通过对人眼结膜囊拭子进行16S rRNA高通量测序分析是一种高效的多维度了解眼表微生物群落分布的检测手段。本研究作为对眼表微生物群落分布特征及其影响因素的相互作用的探索性实验,基本达到预期实验效果。本研究初步了解人体微生物群落的分布,初步验证了年龄、性别等因素对眼表微生物群落的影响。但微生物群落与眼部疾病的联系有待进一步完善实验设计及扩大样本的研究验证,同时需要进一步从分子生物学层面上揭示两者之间的深层作用机制。
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