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背景: 2005年人类基因组计划(human genome project, HGP)的完成破译了人类遗传信息,对人类疾病、医学诊治、生物技术等领域产生巨大影响,开启了微生物基因组学、转录组学、蛋白组学等的研究热潮。2007年美国国立卫生研究院(NIH)启动人类微生物组计划HMP,2008年欧洲委员会(European Commission,EC)资助了人类肠道宏基因组学MetaHIT计划,相继致力于研究人类的第二个基因组,即“微生物组学”。研究发现人体肠道寄居有1000~1150种细菌,包含50个门及500多个种,约1014个,重量达1.5-2kg。肠道菌群参与人体正常的生理过程,辅助营养物质的吸收、免疫系统的建立等。在疾病状态诸如结直肠癌、肥胖、肝硬化、抑郁等情况时,肠道菌群结构会发生改变。目前关于肠道微生态与结直肠癌关系的研究取得重大研究进展,发现结直肠癌小鼠的粪便灌胃移植入SPF小鼠肠道后, SPF小鼠的肠粘膜的异常隐窝灶数量增加。进一步研究证实脆弱拟杆菌、粪肠球菌、肝螺杆菌、解没食子酸链球菌、具核梭杆菌这些菌种与结直肠癌的关系密切,可能参与其发生发展过程。目前,学者们的研究焦点主要聚集在正常粘膜与结直肠癌的关系上,关于结直肠腺瘤患者的粘膜相关性肠道菌群结构特征的研究较少。然而绝大部分结直肠癌是散发性结直肠癌,经历“腺瘤-癌”序列模式发展,研究肠道菌群结构在此癌变序列模式中的变化特点,能为结直肠癌的早期筛查和机制研究提供新的方向,是值得研究的新领域。 目的: 分析中国南方人群结直肠腺瘤患者肠道菌群的多样性特征和菌群结构,寻找结直肠腺瘤显著相关的肠道菌群构成或差异性菌种,从肠道微生态角度为结直肠肿瘤的早期筛查和发病机制的基础研究提供理论依据。 方法: 收集年龄和性别匹配的36例健康志愿者肠粘膜及49例结直肠腺瘤患者的腺瘤、腺瘤旁黏膜组织,选取机械联合酶法提取组织宏基因组 DNA后扩增细菌V4可变区,采用16S rDNA高通量测序技术及生物信息学方法分析黏膜相关性肠道菌群的多样性,以及门、纲、目、科、属、种水平的分布特征和生物学标记。 结果: 健康对照组与结直肠腺瘤旁组的黏膜相关性肠道菌群的多样性和菌群分布相似(P>0.05);结直肠腺瘤组黏膜相关性肠道菌群的多样性明显下降(P<0.05);结直肠腺瘤组的菌群分布主要表现为变形菌门、γ-变形菌纲、海洋螺菌目、交替单胞菌目、盐单胞菌科、希万氏菌科、梭杆菌科、盐单胞菌属、希万氏菌属、海藻希万氏菌种丰度明显增加(P<0.05),而厚壁菌门、拟杆菌门、拟杆菌纲、梭菌纲、拟杆菌目、梭菌目、拟杆菌科、毛螺旋菌科、拟杆菌属、卵形拟杆菌种、普氏粪杆菌种、活泼瘤胃球菌种丰度显著下降(P<0.05)。结直肠腺瘤组的生物学标记聚集在变形菌门、厚壁菌门,包括盐单胞菌科、盐单胞菌属、海藻希万氏菌种、希万氏菌科、栖热粪杆菌属、Thermoanaerobacterales、Thermodesulfobiaceae、Stramenopiles、Sphingobium、MSBL3、Sinobacteraceae、SargSea-WGS、Sphingomonadaceae。健康对照组的生物学标记聚集在拟杆菌门、厚壁菌门,包括Blautia属、粪球菌属、Erysipelotrichi纲、Erysipelotrichales目、卵形拟杆菌种、单形拟杆菌种、梭菌属、毛螺菌属。 结论: 1.结直肠腺瘤患者黏膜相关性肠道菌群多样性明显下降。 2.结直肠腺瘤患者黏膜相关性肠道菌群结构在门、纲、目、科、属、种水平存在变化。 3.结直肠腺瘤组升高的生物学标记盐单胞菌科、盐单胞菌属、海藻希万氏菌种、希万氏菌科等可能是结直肠腺瘤的危险因素,减少的生物学标记 Blautia属、粪球菌属、Erysipelotrichi纲、Erysipelotrichales目、卵形拟杆菌种、单形拟杆菌种、梭菌属、毛螺菌属等可能是潜在的益生保护菌。