ICU內(nèi)環(huán)境因素對個體腸道菌群影響的研究

發(fā)布時間：2020-08-19 17:39

【摘要】：目的腸道微生物對于維持宿主健康發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,腸道菌群的波動直接影響著體內(nèi)微生態(tài)的平衡,并由此引起機體功能紊亂甚至導(dǎo)致疾病。飲食、生活習慣、使用藥物和環(huán)境因素都會導(dǎo)致腸道菌群發(fā)生改變。大量的研究已經(jīng)證實,環(huán)境因素可以通過多種方式影響腸道菌群:過度潔凈的環(huán)境則會導(dǎo)致腸道菌群多樣性下降,在相同環(huán)境中生活的個體擁有相似的腸道菌群結(jié)構(gòu)。然而,ICU作為特殊的醫(yī)療單元,其中的環(huán)境因素會對醫(yī)護人員的腸道菌群造成何種影響尚不得而知。目前的研究大多專注于ICU中的重癥患者的菌群特征,ICU內(nèi)健康人群的腸道菌群并沒有得到足夠的重視,借助于測序技術(shù)的進步,使我們可以在更高層面上研究環(huán)境因素對人體腸道微生物的影響。本研究利用16sRNA測序技術(shù),著眼于ICU環(huán)境因素對人體腸道菌群的影響,尋找微生物學線索,為人類健康促進工程提供理論和數(shù)據(jù)支持。方法本研究選取22位ICU內(nèi)工作人員和一位長期留院的患者作為研究對象,按照進入ICU時間的長短分為兩組。將在ICU內(nèi)短期輪轉(zhuǎn)、工作時間不超過兩個月的研究對象設(shè)置為A組;將在ICU內(nèi)工作時間超過一年的醫(yī)護人員以及一位長期留院長達4年的患者設(shè)置為B組。提取他們糞便樣本中的總DNA,對16sRNA的V3-V5可變區(qū)間進行PCR擴增,并利用PCR濾器對PCR產(chǎn)物進行過濾。利用Illumina Hiseq測序平臺對經(jīng)過放大的V3和V5的Barcoded序列進行測序,產(chǎn)生的序列經(jīng)過質(zhì)量和長度的篩選。高質(zhì)量的序列進行下一步分析,通常按照97%的相似性閾值將序列劃分為不同的可操作分類單元(OTU),每一個OTU通常被視為一個微生物物種,通過OTU,我們得到α多樣性分析、差異性分析、物種注釋和腸道菌群信息。結(jié)果本研究使用16sRNA測序?qū)?3例樣本的腸道菌群結(jié)構(gòu)以及多樣性進行了深入分析,測序所得OTU分屬下列8個菌門:擬桿菌門、厚壁菌門、變形菌門、梭桿菌門、放線菌門、互養(yǎng)菌門、疣微菌門以及未定名Melainabacteria菌門,其中擬桿菌門豐度最高,在樣本腸道菌群門水平所占比例為43.28%;排在第二位的是厚壁菌門,為40.41%;變形菌門、放線菌門和梭菌門所占比例分別為14.33%、1.81%和0.11%。擬桿菌門在A組和B組腸道菌群所占百分比分別為43.74%和39.91%,厚壁菌門在兩組中所占百分比分別為33.28%和47.02%,變形菌門在兩組中所占百分比分別為17.25%和11.63%,放線菌門在兩組中所占百分比分別為2.33%和1.33%,互養(yǎng)菌門和疣微菌門在23例樣本腸道菌群中占比極少。23例樣本在屬水平主要分布于五個菌屬,分別是埃希菌屬、考拉桿菌屬、擬桿菌屬、腸桿菌屬和副桿狀菌屬,此五個菌屬在23個樣本腸道菌群總豐度所占近似百分比分別為24.55%、17.68%、9.93%、7.56%和7.05%。上述菌屬在A、B兩組腸道菌群所占豐度百分比分別為埃希菌屬(22.21%vs 26.96%)、考拉桿菌屬(18.28%vs 17.07%)、擬桿菌屬(11.60%vs 8.20%)、腸桿菌屬(7.94%vs 7.16%)、副桿狀菌屬(8.31%vs 5.76%),均無明顯差異;B組中氨基酸球菌屬占組內(nèi)總豐度的5.10%,而在A組中該菌屬的豐度趨近于零。我們結(jié)合OTU所代表物種,在門、科、屬、種不同水平找到研究對象的腸道核心微生物組共包含19個OTU,門水平:擬桿菌門,科水平:瘤胃球菌科,屬水平:多形桿狀菌屬,種水平:大腸埃希菌和普氏黃桿菌。A組和B組在α多樣性檢測中無明顯差異性,而在表示遺傳差異的β多樣性有差異,提示兩組腸道菌群結(jié)構(gòu)存在差異,證實了ICU環(huán)境因素對于人體腸道菌群的塑造作用。B組中約翰遜乳桿菌、Butyricimonas virosa等益生菌種豐度較A組減少,趨近于零;而梭狀芽孢桿菌等潛在致病菌豐度較A組增多,提示長期處于ICU環(huán)境易對健康產(chǎn)生負面影響。結(jié)論1.A組和B組腸道菌群結(jié)構(gòu)均無嚴重紊亂,與研究對象臨床表現(xiàn)相符合,A組腸道菌群中擬桿菌門與厚壁菌門比例高于B組。2.研究對象的腸道核心微生物組共包含19個OTU,門水平:擬桿菌門,科水平:瘤胃球菌科,屬水平:多形桿狀菌,種水平:大腸埃希菌和普氏黃桿菌。3.A組和B組間在α多樣性檢測中無明顯差異,而在表示遺傳差異的β多樣性表現(xiàn)為有差異,雖不顯著,但證實了ICU環(huán)境因素對于人體腸道菌群的塑造作用。4.B組中約翰遜乳桿菌、Butyricimonas virosa菌等益生菌種豐度較A組減少,梭狀芽孢桿菌等潛在致病菌豐度較A組增多,提示長期處于ICU環(huán)境易對健康產(chǎn)生負面影響。
【學位授予單位】：大連醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R459.7
【圖文】：

序列,腸道菌群,樣本,豐度