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各地区炎症性肠病患者肠道菌群特征观察性研究
目的 识别不同地区炎症性肠病(IBD)患者肠道菌群生物标志物,建立预测模型,并探索其菌群功能变化特征.方法 收集中国、美国(RISK)、美国(PRISM)、德国、印度和立陶宛6个队列1510例IBD患者和496名健康对照(HC)16 srRNA基因序列.使用微生物组分析软件QIIME(v1.9.1)分析肠道菌群组成和多样性指标,使用微生物多样性分析软件LEfSe比较IBD患者与健康对照有统计学差异的肠菌标志物.随机森林法建立预测模型.PICRUSt预测菌群功能变化特征.结果 IBD患者肠道菌群α多样性显著低于HC(Wilcoxon秩和检验,P<0.05).中国、美国(RISK)、美国(PRISM)、立陶宛和德国队列IBD患者肠道菌群和HC菌差异具有统计学意义(Adonis,P<0.05),而印度队列未发现统计学差异.LEfSe分析显示,中国和美国(RISK)队列IBD患者肠道菌群变化较为一致,而德国、立陶宛和印度IBD患者肠道菌群变化具有较强的本地化特征.肠球菌属(Enterococcus)在中国、美国(RISK)和德国队列IBD患者中显著增加,肠杆菌科(Enterobacteriaceae)在中国和美国(RISK)队列IBD患者肠道显著增加,瘤胃球菌属(Ruminococcus)在中国、美国(RISK)、美国(PRISM)和印度队列IBD患者肠道中显著减少.各国队列分别建模预测当地人群,受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)为(86.48±4.91)％.以其中任一队列模型预测其他队列,中国、美国(RISK)和美国(PRISM)相互间预测AUC较高,其他两者间预测AUC较低.全样本整体建模预测中国、美国(RISK)、美国(PRISM)、德国、立陶宛和印度队列,AUC依次为90.1％、82.3％、79.6％、61.9％、65.5％和54.2％.功能分析显示,中国、美国(RISK)、美国(PRISM)和印度队列IBD患者肠道菌群谷胱甘肽代谢水平明显升高,醌类在中国、美国(RISK)、美国(PRISM)和印度队列IBD患者肠道中合成增加,而细菌的鞭毛组装,运动蛋白等功能在中国、德国和立陶宛队列IBD患者的肠道中明显下降.结论 不同地区IBD患者肠道菌群具有较为一致的特征,但是地理因素依然对菌群产生很大的影响,后续研究需要对该问题进行探索.
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肠道菌群调控人体免疫系统的研究进展
肠道菌群和宿主的共生关系是物种经历数百万年共同进化的结果,它们甚至作为宿主的一部分参与和影响机体的生理功能和疾病进程.人体免疫是贯穿生命始终的机体防御系统,机制复杂、影响因素众多,其中肠道菌群对人体免疫的稳态维持发挥着重要的作用.本文就肠道菌群与免疫系统疾病之间的关系做一简单阐述,以期医务工作者及相关领域研究者加深对二者关系的认识,为疾病的预防、治疗及预后提供参考.
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肠道菌群与子痫前期相关性的研究进展
肠道菌群在人体的代谢和免疫方面发挥着非常重要的调节作用.如果肠道菌群失调,会造成肠黏膜屏障破坏及机体免疫调节异常,从而引起全身炎症反应、氧化应激过度及免疫耐受失衡,在子痫前期的发病过程中,上述因素都发挥着重要的作用.因此,肠道菌群与子痫前期的相关性研究逐渐受到关注,对于揭示子痫前期发病机制提供了新的思路.
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不同分娩方式和喂养方式下婴儿肠道菌群的分布特征
目的 探讨不同分娩方式和喂养方式下婴儿生后6周肠道菌群的分布特征. 方法 选取2017年6月至9月于我院妇产科出生的60例新生儿为研究对象,根据分娩方式分为阴道分娩组42例,剖宫产组1 8例;根据喂养方式分为纯母乳喂养组40例,混合喂养组20例.收集婴儿生后6周粪便标本,利用Illumina Hiseq 2500平台针对细菌16S rRNA的V3-V4可变区进行DNA测序,将所测得的序列与SILVA数据库比对分析后,对物种分类信息进行注释,后利用QIIME软件对样本进行生物信息学分析.统计学方法采用独立样本t检验或Mann-Whitney U检验. 结果 (1)60例粪便标本中共发现8个菌门,146个菌属,门水平上以厚壁菌门、变形菌门、放线菌门和拟杆菌门为优势菌;平均相对丰度前8位的属分别是双歧杆菌属(Bifidobacterium)、梭菌属(Clostridium)、克雷伯杆菌属(Klebsiella)、拟杆菌属(Bacteroides)、链球菌属(Streptococcus)、志贺杆菌属(Escherichia-Shigella)、韦荣菌属(Veillonella)、普拉梭菌属(Faecalibacterium).(2)在门水平上,剖宫产组厚壁菌门的相对丰度阴道分娩组较明显升高(0.56±0.10与0.42±0.20,t=2.94),而放线菌门和拟杆菌门的相对丰度明显降低[分别为0.04(0.01～0.11)与0.20(0.05～0.36),U=223;0.05 (0.01～0.23)与0.09 (0.02～0.29),U=315,P值均＜0.05];纯母乳喂养组和混合喂养组4个优势菌门的相对丰度比较差异均无统计学意义(P值均＞ 0.05).在属水平上,剖宫产组双歧杆菌属的相对丰度较阴道分娩组明显降低[0.01(0.00～0.07)与0.19(0.02～0.36),U=210,P＜0.01];同样,纯母乳喂养组和混合喂养组8个优势菌属的相对丰度比较差异均无统计学意义(P值均＞ 0.05).(3)剖官产组婴儿肠道菌群多样性分析中的Shannon指数和Simpson指数显著高于阴道分娩组婴儿[分别为5.48±1.19与4.26 (3.61～5.52),U=227;0.94(0.92～0.97)与0.86±0.08,U=194,P值均＜0.05];而2组操作分类单位(operational taxonomic unit,OTU)数目和Chao1指数比较差异均无统计学意义(P值均＞0.05).纯母乳喂养组和混合喂养组的OTU数目、Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数比较差异均无统计学意义(P值均＞0.05).结论 生命早期是婴儿肠道菌群建立的关键时期.不同分娩方式下的婴儿生后6周肠道菌群的构成和多样性存在显著差异,而不同喂养方式下的婴儿肠道菌群差异不显著.
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肠道-微生物群-脑轴在新生儿医学研究中的意义和进展
越来越多来自动物实验和人类流行病学研究的证据揭示了肠道、微生物祥和大脑,即肠道-微生物群-脑轴之间的有趣沟通和联系.微生物群与宿主早期建立共生关系,参与多种器官发育和生理过程,包括调节大脑发育和影响行为及神经功能.围产期多种因素会影响到新生儿肠道菌群定植,而肠道微生态失调是早产儿的常见临床表现.当微妙的协同性肠道-微生物群-脑部通信出现紊乱时,可能带来严重不良结局,包括脑发育异常和长期的神经发育障碍.
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极低出生体重儿生后6个月内肠道菌群构成的动态变化
目的 探讨极低出生体重儿生后6个月内肠道菌群定植特征及动态变化特点.方法 选择2015年1月至12月收入新生儿重症监护病房的53例极低出生体重儿为研究对象,收集生后第1、7、14、28和1 80天(出院后)的粪便.采用Illumina MiSeq高通量测序技术对粪便样本DNA进行16S rRNA基因高通量测序及生物信息学分析,比较不同时间点肠道菌群相对丰度及多样性变化.采用Kruskal-Wallis秩和检验或Mann-Whitney U检验进行统计学分析. 结果 (1)门水平:5个时间点优势菌门均为变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门,其中变形菌门中位相对丰度第1天为0.598 5(0.122 3～0.942 6),1周后上升至0.893 2(0.478 1～0.987 0),14和28 d内维持在0.943 2～0.966 0,生后第180天回落至出生水平(P值均＜0.05).放线菌门则出现相反的趋势,生后第1 80天相对丰度显著高于第1、7、14和28天(P值均＜ 0.05).(2)属水平:克雷伯菌属出生第1天相对丰度较低为0.003 1(0.000 8～0.026 0),7～28 d间(0.326 5～0.368 2)显著高于出生时水平(P值均＜ 0.05),第1 80天回落至较低水平[0.008 1(0.000 5～0.067 1)];埃希菌属丰度在生后1～14 d之间无显著差异,自28 d开始较前有显著上升(P值均＜0.05),180d时显著高于住院期间其他各时间点(P值均＜ 0.05).双歧杆菌出生时有一定丰度[0.000 5 (0.000 1～0.004 2)],但1～28 d一直维持在极低水平,至180 d达0.045 1(0.010 2～0.124 8),较前均有显著上升(P值均＜ 0.05).(3)生后第14、28 d的Shannon指数显著低于生后第1天和第180天(1.81±0.71和1.89±0.56与2.33±1.29和2.26±0.55,P值均＜0.05). 结论 与出生时相比,极低出生体重儿住院期间菌群多样性下降,变形菌门、克雷伯菌属成为优势菌;出院后菌群多样性恢复,双歧杆菌属、埃希菌属等常驻菌增加.NICU住院是极低出生体重儿肠道菌群多样性下降、微生态失衡的危险因素.
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围产期母儿肠道微生物定植的影响因素
肠道微生物种类高达人体基因库的10倍多,约有1014个微生物定植在肠道中,被广泛认为是“第二基因库”.目前已有研究表明,“母体肠道菌群-胎盘微生物-胎儿肠道微生物”对新生儿肠道微生物神经机制、免疫调节、代谢组学等发挥了重要作用,肠道微生物组学的研究得到了广泛的推进.本文对围产期母体、母体-胎儿、新生儿肠道微生物定植的影响因素进行了综述.
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生后抗生素暴露对早产儿肠道微生态的影响
目的 应用16S rDNA测序技术动态监测早产儿使用抗生素前后肠道微生物菌群的变化,以探讨抗生素应用对早产儿肠道微生态的影响. 方法 选取本院2015年9月至2016年2月期间,生后即入住新生儿科的早产儿19例,于生后1d内,以及生后第2或3周分别收集粪便标本各1次.根据生后抗生素使用时间分为短期抗生素组(＜3d) 10例和长期抗生素组(＞7 d)9例.采用高通量测序仪Hiseq 2500对粪便样品进行测序,获得样本中细菌组成、物种丰度、系统进化、群落比较信息.采用独立样本t检验或Fisher精确概率法对数据进行统计学分析. 结果 (1)2组早产儿一般资料比较差异无统计学意义.(2)抗生素应用前的菌种组成以乳球菌属、肠球菌属和杆菌属为主(分别占36.41％、23.40％和14.98％);应用后菌种组成以肠球菌属为主(16.73％),而乳球菌属与杆菌属的比例明显下降(分别为1.73％和1.25％)(P值均＜0.01).同时,葡萄球菌属、梭菌属和双歧杆菌属比例上升.(3)应用抗生素后,短期和长期抗生素组的Shannon指数明显降低[应用前后分别为(2.34±0.84)与(1.06±0.96)和(2.64±1.04)与(0.35±0.36),P值均＜ 0.05],而Chao1指数、检测物种数指数和谱系多样性指数也显现相应趋势,组内差异有统计学意义(P值均＜ 0.05).(4)Beta多样性分析发现,在抗生素应用前,2组微生物群落聚集性较高;而2组组内抗生素应用后聚集性降低.(5) Anosim相似性分析发现,短期和长期抗生素组内在应用抗生素前后比较,肠道菌群构成差异均有统计学意义(R值分别为0.555和0.733,P值均=0.001);但应用抗生素后2组间比较,差异无统计学意义(R=0.060,P=0.138). 结论 抗生素的应用可明显改变早产儿肠道菌群的分布,生后短期使用抗生素即可显著改变早产儿肠道微生态的多样性.这一影响可能随抗生素使用时间延长而加重.提示临床应慎重使用抗生素,包括经验性短期使用抗生素.
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不同环境微生物暴露对小鼠生命早期肠道菌群定植的影响
目的 探讨不同环境微生物暴露对生命早期小鼠肠道菌群定植的影响. 方法 选取无特殊病原体6～8周BALB/c小鼠24只(雌16只,雄8只),雌雄2:1合笼,受孕后按子代不同时期(胎儿期、哺乳期、儿童期)的饲养环境分为4组.A组:胎儿期、哺乳期、儿童期均于清洁环境中饲养;B组:胎儿期、哺乳期于清洁环境中饲养,儿童期于普通环境中饲养;C组:胎儿期于清洁环境中饲养,哺乳期、儿童期于普通环境中饲养;D组:胎儿期、哺乳期、儿童期均于普通环境中饲养.采集小鼠生后3周末和5周末粪便样本,提取样本细菌总DNA,采用Illumina MiSeq高通量测序仪对细菌的16S rDNA V4区进行测序及生物信息学分析.采用Kruskal-Wallis及Dunn-Bonferroni检验进行统计学分析. 结果 1、生后3周末:(1)物种组成分析:①门水平:4组间厚壁菌门、疣微菌门、变形菌门和放线菌门相对丰度比较,差异均有统计学意义(P值均＜ 0.05);A和B组厚壁菌门相对丰度分别低于C和D组[30.876(23.448～41.218)×10-2、3.317(1.116～4.641)×10-2与71.936(53.587～86.713)×10-2、79.105(56.305～82.736)×10-2],而疣微菌门、变形菌门相对丰度高于C和D组[疣微菌门:17.249(9.748～35.106)×10-2、58.883(0.017～6.047)×10-2与0.152(0.066～1.890)×10-2、0.003(0.000～0.016)×10-2;变形菌门:12.640(0.336～15.070)×10-2、3.653(3.362～4.596)×10-2与0.219(0.134～0.325)×10-2、0.124(0.116～0.165)×10-2],差异均有统计学意义(P值均＜0.05或0.01);②属水平:4组间乳酸杆菌属、阿克曼菌属、拟杆菌属等相对丰度比较差异均有统计学意义(P值均＜ 0.01);A和B组乳酸杆菌属相对丰度低于C和D组[19.283(8.618～31.541)×10-2、0.339(0.264～22.278)×10-2与58.414(34.874～71.942)×10-2、66.007(55.141～76.940)×10-2],而阿克曼菌属、拟杆菌属、克雷伯杆菌属相对丰度高于C和D组[阿克曼菌属:17.247 (9.748～35.106)×10-2、58.883(0.017～60.475)×10 2与0.152(0.066～1.890)×10-2、0.003(0.000～0.017)×10-2;拟杆菌属:3.978(0.683～25.171)×10-2、8.216(6.023～9.946)×10-2与0.141 (0.061～0.281)×10-2、0.568(0.149～1.455)×10-2;克雷伯杆菌属:0.209 (0.050～8.888)×10-2、1.402(0.865～1.692)×10-2与0.003(0.000～0.039)×101、0.000(0.000～0.001)×10-2],差异均有统计学意义(P值均＜0.05或＜0.01).(2)α多样性分析:4组间操作分类单位(operational taxonomic unit,OTU)数量、Chaol指数比较差异有统计学意义(P值均＜0.05),Shannon指数差异无统计学意义(P值＞0.05);A和B组OTU数量低于D组[246 (221～348)和257 (209～280)与387 (324～478),P值分别为0.045和0.0082].2、生后5周末:(1)物种组成分析:①门水平:4组间厚壁菌门、疣微菌门、变形菌门相对丰度比较差异有统计学意义(P值均＜0.05或0.01);A组厚壁菌门相对丰度低于B、C和D组[13.765 (64.181～24.238)×10-2与48.912(37.280～59.466)×10-2、86.065(50.149～89.856)×10 1、53.847(31.946～72.936)×10-2],而疣微菌门相对丰度高于B、C和D组[58.089(22.459～61.285)×10-2与0.001 (0.000～0.005)×10-2、0.0000 (0.000～0.001)×10-2、0.003(0.000～0.006)×10-2],差异均有统计学意义(P值均＜0.05或0.01);②属水平:4组间乳酸杆菌属、阿克曼菌属相对丰度比较差异均有统计学意义(P值均＜ 0.01).A组乳酸杆菌属相对丰度低于B、C和D组[1.755 (0.805～8.833)×10-2与26.391(17.550～37.265)×10-2、70.688 (45.713～77.953)×10-2、28.675(15.660～57.224)×10-2],而阿克曼菌属相对丰度高于B、C和D组[58.089(22.460～61.285)×10-2与0.000(0.000～0.006)×10-2、0.000(0.000～o.001)×101、0.003(0.000～0.006)×10-2],差异均有统计学意义(P值均＜0.05或0.01).(2)α多样性分析:4组间OTU数量、Chao1指数、Shannon指数比较差异均有统计学意义(P值均＜0.05或0.01);A组OTU数量低于B、C、D组[268 (241～410)与438 (380～516)、562 (533～588)、546(473～599)],B组OTU数量、Chao1指数、Shannon指数均低于C和D组[OTU数量:438(380～516)与562 (533～588)、546 (473～599);Chao1指数:1 033 (883～1 181)与1 285 (1 220～1 338)、1 328 (1 155～1 516);Shannon指数:3.85 (3.25～4.50)与4.28 (3.30～5.11)、4.17(3.62～4.38)],差异有统计学意义(P值均＜0.05或0.01). 结论 不同环境微生物暴露会影响生命早期小鼠肠道菌群的多样性与结构;环境清洁度越高,肠道菌群多样性越低,菌群结构组成也有一定差异;哺乳期可能是肠道菌群定植的重要“时间窗”.
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生命早期人体微生物组与宿主的相互影响
近年来,科学家对人体微生物的研究愈发深入.研究发现体内微生物影响着宿主的消化系统、神经系统、免疫系统等多个系统的功能,潜移默化中改变着人体的生长发育和疾病转归.本文总结了国内外生命早期肠道微生态的研究结果,提示从妊娠早期到2岁是人类一生肠道菌群定植的关键时期,深入了解和探讨这段时间菌群定植的影响因素至关重要.
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妊娠期代谢综合征对孕母及其子代肠道菌群的影响
肠道菌群与宿主细胞共存于人体,广泛参与机体内的糖脂代谢、能量转换等生理过程.随着妊娠期代谢综合征的发生率在世界范围内逐年上升,研究发现,妊娠期糖脂代谢异常不仅可引起孕产妇孕期及产后肠道菌群结构和功能的变化,还可导致婴儿早期肠道菌群的定植异常,影响子代远期的生长发育,增加其成年后慢性代谢性疾病的发生风险.
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益生菌未必是改善成人健康的助力剂
益生菌是指能够给宿主带来健康益处的"活微生物",是临床上应用广泛的肠道微生态制剂.近年来,大量研究表明益生菌在调节肠道微生物、控制体质量、改善胰岛素抵抗、降压、降脂等方面均有益处.本文总结了益生菌对成人肠道微生物、胃肠道健康、心血管疾病风险因素、免疫反应、女性泌尿生殖系健康和心理健康的影响,阐述益生菌与成人健康的关联:益生菌不能在肠道微生物群中引起持续变化,对特定人群和潜在病态人群补充益生菌可能更有效,而对健康成年人补充益生菌的益处及可行性仍不确定.我们需要对益生菌的使用进行更多的研究,以获得更有力的证据来证实益生菌对健康成人带来的健康益处,从而指导益生菌的合理使用.
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益生菌联合早期肠内营养对重型颅脑损伤病人生化及营养等指标的影响
目的 探讨益生菌联合早期肠内营养对重型颅脑损伤病人生化及营养等指标的影响.方法 将165例重型颅脑损伤病人随机分为普通鼻饲组42例(A组)、添加益生菌鼻饲组39例(B组)、鼻肠管鼻饲组43例(C组)和添加益生菌鼻肠管鼻饲组41例(D组),在摄入同等热量及同等氮量的条件下,分别于第1、7、14天行血清清蛋白(ALB)、血红蛋白(Hb)等营养指标的检测,同时比较各组胃肠道功能及并发症发生率等指标的变化.结果 第14天,对比4组病人的ALB结果显示,B组优于A组(t=3.32,P＜0.05),D组优于C组(t=2.75,P＜0.05);Hb水平B组优于A组(t=3.25,P＜0.05),D组优于C组(t=2.99,P＜0.05);格拉斯哥昏迷评分(GCS)B组优于A组(t=3.40,P＜0.05),D组优于C组(t=2.51,P＜0.05);白细胞计数B组低于A组(t=3.21,P＜0.05),D组低于C组(t=3.42,P＜0.05);C反应蛋白水平B组低于A组(t=3.01,P＜0.05),D组低于C组(t=3.65,P＜0.05);降钙素原水平B组低于A组(t=2.31,P＜0.05),D组低于C组(t=2.46,P＜0.05).腹胀、腹泻、反流等胃肠道症状反应的发生率B组低于A组(x2 =3.98,P＜0.05),D组低于C组(x2=4.11,P＜0.05).结论 益生菌联合肠内营养能有效保护重型颅脑损伤病人的胃肠黏膜,减少胃肠道并发症.
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肠道微生态与糖尿病的关系及研究进展
糖尿病发病率逐年升高,其高发病率和致残率已经严重威胁人类健康.肠道微生态作为人体微生态系统的重要组成部分之一,它辅助人体进行营养物质的转化与吸收,并与多个组织、器官存在密切的相互作用,是人体健康的重要保障.近年来利用宏基因组学和生物信息学技术对不同疾病人群的肠道微生态结构和特征进行分析表明,人体健康与肠道微生态存在密切而复杂的联系.而肠道微生态与糖尿病的发生和发展程度也有很大关系.笔者主要就肠道微生态和糖尿病之间的复杂机制及研究进展进行综述.
