基于16S rRNA V4区高通量测序的初治菌阳肺结核患者肠道菌群构成与表型分析

摘要：

目的 利用高通量测序技术与生物信息学分析,研究肺结核患者与健康个体肠道菌群构成与表型差异.方法 应用PE150(pair-end 2×150bp)测序方案对2020年4月14日至12月28日南华大学附属长沙中心医院收治的29例初治菌阳肺结核患者(肺结核组)与28名健康体检志愿者(对照组)的新鲜粪便样本菌群16S rRNA gene V4区进行测序,比对Silva数据库(Silva 128)对操作分类单位(operational taxonomic units,OTU)进行注释.QIIME软件计算OTU水平α多样性指数、β多样性指数,及门、属水平的相对丰度,并生成OTU水平丰度等级曲线(ranked abundance).R软件包"VennDiagram"生成韦恩图.R语言ggplot绘制属水平气泡图.BugBase软件对肠道菌群7类表型进行分类比较.结果 肺结核组与对照组比较肠道菌群α多样性指数中香农指数(Shannon index)分别为4.24±1.71 和5.64±0.85,差异有统计学意义(t=3.889,P＜0.01);辛普森指数(Simpson index)分别为[0.89(0.80,0.94)]和[0.94(0.90,0.96)],差异有统计学意义(Z=-3.256,P＜0.01);Chao1 指数分别为1085.35±659.99和 1844.04±658.95,差异有统计学意义(t=4.378,P＜0.01);ACE 指数分别为 1091.64±666.93和1857.34±657.90,差异有统计学意义(t=4.403,P＜0.01);β多样性构成差异有统计学意义(R2=0.253,P＜0.01).共发现12个组间差异菌属,且主要集中于厚壁菌门,其中,肺结核组(35.44％)明显低于对照组(51.55％)(Z=-3.290,P＜0.01);表型分析结果显示肺结核组肠道菌群的厌氧菌基因相对丰度(21.80％)低于对照组(26.50％)(Z=-3.080,P＜0.01);肺结核组肠道革兰氏阳性菌基因相对丰度(13.86％)低于对照组(17.75％)(Z=-2.283,P＜0.01);肺结核组肠道革兰氏阴性菌相对丰度(15.14％)高于对照组(10.25％)(Z=-2.283,P＜0.05);肺结核组肠道兼性菌基因相对丰度(5.00％)高于对照组(0.59％)(Z=-3.240,P＜0.01);肺结核组肠道菌群生物膜形成能力的菌群基因相对丰度(4.94％)高于对照组(1.19％)(Z=-2.267,P＜0.05);肺结核组氧化胁迫耐受能力的菌群基因相对丰度(3.10％)高于对照组(0.35％)(Z=—2.075,P＜0.05).结论 肺结核组患者存在肠道菌群组成及细菌表型改变,主要表现为肺结核组肠道菌群多样性下降,肠道菌群表型改变主要由肠道内氧环境变化引起.

关键词：结核,肺;细菌;16S rRNA测序;多样性;表型

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资助基金：湖南省卫生健康委科研课题项目202111000097

在线出版日期：2021-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：939-946