论文部分内容阅读
目的:分析溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)、末端回肠造口及全结直肠切除、回肠贮袋肛管吻合术(ileal pouch anal anastomosis,IPAA)术后回肠贮袋患者肠道菌群结构、丰度及多样性变化,探讨肠道菌群介导的UC及贮袋炎发生的微生物学机制。方法:连续选取2017年12月~2018年12月期间在天津医科大学总医院普通外科、消化内科病房及门诊,并接受结肠镜和组织病理学检查且符合条件的UC患者37例、末端回肠造口患者14例及IPAA术后回肠贮袋患者16例,分别记作UC组、造口组和贮袋组;选择同时期性别年龄相匹配的健康人18例作为健康对照组,收集上述4组大便标本至无菌管中,放置低温冰箱储存备用。按照改良Mayo评分系统将UC组分为缓解期(Aa)、轻度活动(Ab)、中度活动(Ac)及重度活动(Ad)四个亚组;按照贮袋炎活动指数评分(PDAI)将贮袋组分为≥7分的贮袋炎组(Pa)和<7分的非贮袋炎组(Pb)两个亚组;按照基础疾病的不同将造口组分为UC术后造口(Sa)组及非UC术后造口(Sb)组。随后对粪便样本DNA进行抽提质检,PCR扩增及产物提纯,构建文库并上机测序,测序数据采用silva12816s数据库进行物种注释。最后采用α多样性分析物种多样性变化,β多样性分析组间微生物群落结构差异,LEfSe分析寻找组间差异物种。结果:α多样性分析结果显示,UC缓解期患者的肠道菌群多样性与健康人群相似,从轻度活动患者开始,随着疾病活动度的增加,菌群多样性逐渐减少,UC中度及重度活动患者多样性的下降较健康对照者具有统计学意义(p<0.05);回肠贮袋炎患者较非贮袋炎者贮袋物种多样性明显减少(p<0.05);UC术后造口患者的肠道微生物多样性较非UC术后造口者存在下降趋势(p>0.05);UC中度活动患者与贮袋炎患者肠道微生物多样性水平相似,而UC轻度活动和重度活动患者较贮袋炎患者肠道菌群多样性分别呈升高、降低趋势(p>0.05);贮袋炎组与UC术后造口组物种多样性水平相似,而非贮袋炎组的物种多样性与UC术后造口组相比呈现升高趋势(p>0.05)。β多样性分析表明,UC缓解期及轻度活动患者的肠道微生物群落结构与健康对照者相比无明显差异(p>0.05),而UC中度及重度活动患者的肠道细菌群落结构较健康对照人群存在显著不同(p<0.05);贮袋炎患者的菌群结构与非贮袋炎者相比存在显著差异(p<0.05);UC术后造口患者与非UC术后造口者肠道微生物群落结构无明显差异(p>0.05);UC活动期患者与回肠贮袋炎患者的菌群结构存在显著差异(p<0.05);回肠贮袋炎组与UC术后造口组群落结构相似,而非贮袋炎组菌落结构与UC术后造口组的群落结构存在明显差异(p<0.05)。LEfSe分析显示,UC各亚组较健康对照组菌群存在显著差异。与健康对照者相比,UC缓解期患者链球菌属相对丰度明显升高(p<0.05),真杆菌属相对丰度明显下降(p<0.05);轻度患者Mogibacterium相对丰度显著增多(p<0.05),罗氏菌属相对丰度显著减少(p<0.05);中度患者Mogibacterium和Prevotella9相对丰度明显增多(p<0.05),而真杆菌属、布劳特氏菌属和拟杆菌属的相对丰度明显减少(p<0.05);重度患者Lachnoclostridium和消化链球菌属相对丰度显著升高(p<0.05),而真杆菌属、罗氏菌属、布劳特氏菌属、柔嫩梭菌属和拟杆菌属的相对丰度显著下降(p<0.05)。与非贮袋炎者相比,贮袋炎患者埃希菌属丰度显著增多(p<0.05),拟杆菌属和柔嫩梭菌属丰度明显减少(p<0.05)。与非UC术后造口者相比,UC术后造口患者粪便大肠埃希菌明显增多(p<0.05)。此外,本实验发现随着疾病活动程度的增加,拟杆菌属、布劳特氏菌属、罗氏菌属、Lachnoclostridium和消化链球菌属在UC各亚组中丰度呈现明显的变化趋势;在UC活动期和贮袋炎患者中Lachnoclostridium、埃希菌属和柔嫩梭菌属丰度存在明显变化趋势;罗氏菌属、布劳特氏菌属、巨单胞菌属、柔嫩梭菌属、拟杆菌属和大肠埃希菌在UC术后造口与回肠贮袋患者中存在明显变化趋势。结论:UC患者肠道菌群多样性、结构及丰度较健康对照者存在明显差异,拟杆菌属、布劳特氏菌属、罗氏菌属、Lachnoclostridium和消化链球菌属在UC各亚组中丰度呈现明显的变化趋势。贮袋炎患者菌群多样性、结构及丰度与非贮袋炎者相比存在明显差异,贮袋炎患者较非贮袋炎者埃希菌属增多,拟杆菌属和柔嫩梭菌属减少。UC术后造口患者较非UC术后造口患者肠道菌群多样性呈现降低趋势,群落结构无明显差异,UC术后造口患者较非UC术后造口患者大肠埃希菌增多。Lachnoclostridium、埃希菌属和柔嫩梭菌属丰度在UC活动期和贮袋炎患者中存在明显变化趋势。UC患者及贮袋炎患者肠道菌群发生紊乱,有益菌属的减少和有害菌属的增加共同影响肠道及贮袋粘膜,造成肠道及贮袋微生物屏障功能损伤,介导了UC及贮袋炎的发生、发展。