各地区炎症性肠病患者肠道菌群特征观察性研究

摘要：

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.

关键词：炎性肠疾病、胃肠道微生物组、生态失调、氧化性应激、预测

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资助基金：国家自然科学基金优秀青年基金31322003National Natural Science Foundation Outstanding Youth Fund 31322003

在线出版日期：2018-11-21（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：734-741