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研究背景与目的
角膜炎是一种角膜炎性疾病,也是导致眼盲的主要因素之一。引起角膜炎的病原菌种类多且病因复杂因此导致其临床治疗困难,很多研究已经探索了眼表微生组成的改变与眼病之间的联系,然而,角膜炎患者眼表微生态相对于健康人群是否有改变,以及改变是否是引起角膜炎的必要因素都是未知。为了全面分析角膜炎眼表微生态的情况,本实验以32名临床诊断为角膜炎的患者和32名健康人为研究对象,分为对照组(control)和细菌组(Dominated-by-bacteria,DB),采用宏基因组测序技术,对角膜炎患者眼表微生态进行了菌群结构和功能两方面研究。
研究方法
收集患者和健康人的结膜囊分泌物,提取分泌物DNA,利用Illumina宏基因组学技术分析角膜炎患者眼表菌群群落特点以及功能基因多样性,从结构到功能对角膜炎患者眼表微生态进行全面分析。
研究结果
1、门水平的物种分析
变形菌门在两组眼表微生态中均为含量最高的菌门,放线菌门、厚壁菌门、异常球菌-栖热菌门和拟杆菌门为主要菌门。这些菌门在眼表微生态中总含量超过94%。其中放线菌门在健康对照组眼表微生态中中含量较高,厚壁菌门、异常球菌-栖热菌门以及拟杆菌门在角膜炎患者的眼表微生态中含量较高。两组之间的α多样性没有显著差异,而β多样性差异显著。
2、属水平的物种分析
在属水平上,两组人群的眼表微生态中,占主导地位的菌属有:假单胞菌属、丙酸杆菌属、葡萄糖球菌属、亚栖热菌属和贪铜菌属。在健康对照中丙酸杆菌的相对丰度要高得多,但患者中假单胞菌和葡萄球菌的相对丰度略高。并且两组之间属水平的α及β多样性均存在显著差异。
3、种水平的物种分析
在种水平上,健康人群的眼表微生态多样性明显高于角膜炎患者组,其中痤疮丙酸杆菌、表皮葡萄球菌及拥挤棒状杆菌等18种菌在对照组中的丰度均显著高于疾病组。两组之间的α多样性无显著差异,但β多样性差异显著。
4、潜在功能改变
两组功能基因的主成分分析表现出显著的差异,其中与转录、碳水化合物转运和代谢、复制、重组、修复、细胞壁/膜/包膜生物发生相关的直系同源蛋白组在DB组中为主导。根据疾病组中富集的直系同源组,我们大致推测可能导致感染性角膜炎发生某些原因。
结论
1我们首次通过宏基因组测序方式比对了角膜炎患者眼表微生态与正常人的差异。
2角膜炎患者的眼表微生态组成在属水平生物多样性显著低于健康人群。
3在疾病组中富集的栖热菌属和假单胞菌属与促进转录及碳水化合物的转运和代谢相关。
角膜炎是一种角膜炎性疾病,也是导致眼盲的主要因素之一。引起角膜炎的病原菌种类多且病因复杂因此导致其临床治疗困难,很多研究已经探索了眼表微生组成的改变与眼病之间的联系,然而,角膜炎患者眼表微生态相对于健康人群是否有改变,以及改变是否是引起角膜炎的必要因素都是未知。为了全面分析角膜炎眼表微生态的情况,本实验以32名临床诊断为角膜炎的患者和32名健康人为研究对象,分为对照组(control)和细菌组(Dominated-by-bacteria,DB),采用宏基因组测序技术,对角膜炎患者眼表微生态进行了菌群结构和功能两方面研究。
研究方法
收集患者和健康人的结膜囊分泌物,提取分泌物DNA,利用Illumina宏基因组学技术分析角膜炎患者眼表菌群群落特点以及功能基因多样性,从结构到功能对角膜炎患者眼表微生态进行全面分析。
研究结果
1、门水平的物种分析
变形菌门在两组眼表微生态中均为含量最高的菌门,放线菌门、厚壁菌门、异常球菌-栖热菌门和拟杆菌门为主要菌门。这些菌门在眼表微生态中总含量超过94%。其中放线菌门在健康对照组眼表微生态中中含量较高,厚壁菌门、异常球菌-栖热菌门以及拟杆菌门在角膜炎患者的眼表微生态中含量较高。两组之间的α多样性没有显著差异,而β多样性差异显著。
2、属水平的物种分析
在属水平上,两组人群的眼表微生态中,占主导地位的菌属有:假单胞菌属、丙酸杆菌属、葡萄糖球菌属、亚栖热菌属和贪铜菌属。在健康对照中丙酸杆菌的相对丰度要高得多,但患者中假单胞菌和葡萄球菌的相对丰度略高。并且两组之间属水平的α及β多样性均存在显著差异。
3、种水平的物种分析
在种水平上,健康人群的眼表微生态多样性明显高于角膜炎患者组,其中痤疮丙酸杆菌、表皮葡萄球菌及拥挤棒状杆菌等18种菌在对照组中的丰度均显著高于疾病组。两组之间的α多样性无显著差异,但β多样性差异显著。
4、潜在功能改变
两组功能基因的主成分分析表现出显著的差异,其中与转录、碳水化合物转运和代谢、复制、重组、修复、细胞壁/膜/包膜生物发生相关的直系同源蛋白组在DB组中为主导。根据疾病组中富集的直系同源组,我们大致推测可能导致感染性角膜炎发生某些原因。
结论
1我们首次通过宏基因组测序方式比对了角膜炎患者眼表微生态与正常人的差异。
2角膜炎患者的眼表微生态组成在属水平生物多样性显著低于健康人群。
3在疾病组中富集的栖热菌属和假单胞菌属与促进转录及碳水化合物的转运和代谢相关。