本文關(guān)鍵詞：長(zhǎng)遠(yuǎn)航作業(yè)人員頰粘膜和臍周微生物宏基因組學(xué)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：研究背景和目的遠(yuǎn)海作業(yè)自古以來(lái)就成為人類獲得資源、加強(qiáng)聯(lián)系和對(duì)外防御的主要途徑,但由于長(zhǎng)遠(yuǎn)航作業(yè)的特殊性,船員的發(fā)病率高于陸地作業(yè)人員。人體口腔和體表與外界環(huán)境直接接觸,是機(jī)體自身保護(hù)的第一道屏障,也是微生物的主要寄居部位。人體體表和口腔黏膜寄居著數(shù)百到數(shù)千種微生物,包括細(xì)菌,病毒,真菌等微生物種類,這些微生物具有特定的種類組成,即形成某種微生物生態(tài)系統(tǒng)。共生微生物與宿主共同在進(jìn)化過(guò)程中保持動(dòng)態(tài)平衡,共生微生物參與宿主的代謝和免疫過(guò)程,并且能夠抵抗病原菌定植。大量的臨床研究顯示,微生物群落的變化與宿主疾病相關(guān)。海上特殊環(huán)境如狹小的艙室內(nèi)空氣不夠流暢,氣候潮濕悶熱,清潔用的淡水補(bǔ)給不足等可能會(huì)引發(fā)體內(nèi)和體表微生物群落的改變,影響機(jī)體的代謝、免疫功能從而在一定程度上影響作業(yè)能力。因此從微生物群落結(jié)構(gòu)著手,分析長(zhǎng)遠(yuǎn)航環(huán)境對(duì)體表和口腔微生物組成的影響,進(jìn)一步利用微生物變化來(lái)評(píng)估人體健康狀況,以預(yù)防疾病和維護(hù)健康。宏基因組學(xué)(metagenomics)研究的對(duì)象是特定生物環(huán)境中全部微小生物的基因組,即所有生物遺傳物質(zhì)的總和,包含了可培養(yǎng)的和不可培養(yǎng)的微生物的基因。宏基因組學(xué)基于高通量DNA測(cè)序技術(shù),并通過(guò)生物信息學(xué)方法對(duì)大規(guī)模測(cè)序結(jié)果分析了解微生物群落中的種群分布和功能基因,克服了傳統(tǒng)微生物分析中絕大多數(shù)微生物難培養(yǎng)的障礙,可直接從自然界獲取遺傳信息,極大拓寬了微生物資源的利用空間,成為目前研究微生物的新技術(shù),廣泛應(yīng)用于環(huán)境微生物、人體口腔、皮膚及腸道微生物群落組成和功能研究。應(yīng)用宏基因組學(xué)方法研究頰粘膜和臍周微生物種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變化,從不同層面分析了微生物群落組成、代謝功能及其對(duì)宿主健康狀況的影響,認(rèn)識(shí)了長(zhǎng)遠(yuǎn)航環(huán)境對(duì)作業(yè)人員健康的影響,為長(zhǎng)遠(yuǎn)航作業(yè)人員健康維護(hù)積累了科學(xué)數(shù)據(jù)。材料和方法分別于長(zhǎng)遠(yuǎn)航前后采集19人口腔頰粘膜和臍周微生物樣本,提取微生物基因組DNA后進(jìn)行測(cè)序研究。其中6人12例頰粘膜微生物樣本應(yīng)用Sanger法測(cè)序分析16SrRNA基因全長(zhǎng),12人48例頰粘膜和臍周微生物樣本應(yīng)用Illumina Meseq測(cè)序平臺(tái)對(duì)16S rRNA基因V4區(qū)段進(jìn)行高通量測(cè)序分析,應(yīng)用目前先進(jìn)的后光學(xué)(post-light) DNA測(cè)序平臺(tái)Ion-Torrent PGM系統(tǒng)及Illumina Miseq系統(tǒng)對(duì)1人共4例口腔頰粘膜和臍周微生物樣本進(jìn)行宏基因組測(cè)序分析；此外,采集此次長(zhǎng)遠(yuǎn)航作業(yè)人員(57人)血液樣本進(jìn)行血常規(guī)血生化檢測(cè),應(yīng)用臨床常規(guī)檢測(cè)方法檢測(cè)不同批次長(zhǎng)遠(yuǎn)航作業(yè)人員血清中葉酸(folateacid,FA)、同型半胱氨酸(homocysteine, HCY)和維生素B12 (vitamin B12, VB12)含量。Sanger法測(cè)序結(jié)果應(yīng)用G renebank中BLAST程序與己知序列進(jìn)行相似性分析,16S rRNA基因V4區(qū)段測(cè)序結(jié)果應(yīng)用QⅡME軟件分析,宏基因組測(cè)序結(jié)果利用成熟的通用生物信息學(xué)分析軟件MG-RAST 3.3進(jìn)行生物信息分析。應(yīng)用SPSS 19.0軟件比較分析血常規(guī)血生化結(jié)果以及血清中葉酸、同型半胱氨酸和VB12含量。研究結(jié)果16S rRNA和全基因組測(cè)序(whole genome sequencing, WGS)結(jié)果證明長(zhǎng)遠(yuǎn)航后期口腔頰粘膜微生物中在門水平以硬壁菌門(Firmicutes)為主,在屬水平則以鏈球菌屬(Streptococcus spp.)為主,符合研究報(bào)導(dǎo),長(zhǎng)遠(yuǎn)航后期硬壁菌門和鏈球菌屬的含量進(jìn)一步升高。比較分析長(zhǎng)遠(yuǎn)航前后微生物組成和變化發(fā)現(xiàn)與前期相比后期微生物種類發(fā)生較大變化,前后兩個(gè)時(shí)期的微生物趨向于分為兩個(gè)類群,長(zhǎng)遠(yuǎn)航后期微生物種類更加集中,結(jié)合16S rRNA和WGS多樣性分析結(jié)果證明后期微生物多樣性下降,比較微生物種類變化發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)航后期致病菌和條件致病菌含量升高。應(yīng)用京都基因與基因組百科全書(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)網(wǎng)站對(duì)微生物功能基因注釋分析發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)航后期微生物參與三大物質(zhì)代謝和葉酸合成代謝的功能基因數(shù)量下降。分析血清中葉酸發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)航后期血清葉酸水平下降,與微生物參與葉酸合成的酶類數(shù)量下降這一變化趨勢(shì)正相關(guān)。長(zhǎng)遠(yuǎn)航人員常規(guī)體檢結(jié)果中粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比值下降,平均血紅蛋白濃度(mean corpuscular haemoglobin concentration, MCHC)下降,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。長(zhǎng)遠(yuǎn)航前期臍周微生物主要細(xì)菌菌門為變形菌門,后期含量下降而硬壁菌門含量升高成為主要菌門,細(xì)菌菌屬分析結(jié)果證明前期葡萄球菌屬和棒桿菌屬占主導(dǎo)地位,長(zhǎng)遠(yuǎn)航后期葡萄球菌屬含量升高,棒桿菌屬含量下降。多樣性分析結(jié)果證明后期臍周微生物多樣性下降,微生物組成及變化分析結(jié)果顯示后期致病菌和條件致病菌含量升高。此外,KEGG分析結(jié)果證明后期微生物代謝活性下降,臍周微生物與頰粘膜微生物變化趨勢(shì)一致。結(jié)論長(zhǎng)遠(yuǎn)航前后口腔頰粘膜微生物種類發(fā)生較大變化,長(zhǎng)遠(yuǎn)航后期致病菌和條件致病菌含量升高,結(jié)合臨床指標(biāo)檢查推測(cè)長(zhǎng)遠(yuǎn)航作業(yè)環(huán)境影響頰粘膜微生物組成進(jìn)一步影響作業(yè)人員頰粘膜及全身免疫功能。長(zhǎng)遠(yuǎn)航后期微生物多樣性下降推測(cè)海洋作業(yè)環(huán)境單一影響微生物保持多樣性狀態(tài)。此外,長(zhǎng)遠(yuǎn)航后微生物葉酸合成活性變化與宿主血清葉酸水平具有正相關(guān)性,提示長(zhǎng)遠(yuǎn)航作業(yè)中共生微生物可反映宿主健康狀況。長(zhǎng)遠(yuǎn)航后期臍周微生物多樣性下降、致病菌、條件致病菌含量升高及代謝活性下降,結(jié)合頰粘膜微生物檢測(cè)結(jié)果推測(cè)長(zhǎng)遠(yuǎn)航環(huán)境能夠影響作業(yè)人員共生微生物,進(jìn)而對(duì)機(jī)體健康造成影響。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)1.本研究運(yùn)用目前先進(jìn)的DNA二代測(cè)序技術(shù)Ion-Torrent 和 Illumina系統(tǒng)和先進(jìn)的生物信息學(xué)分析軟件MG-RAST進(jìn)行分析,得到了更完整的頰粘膜及體表微生物種群的種類及分布信息。2.分析發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)航前后頰粘膜及體表微生物多樣性下降、致病菌及條件致病菌含量升高以及微生物代謝功能降低,結(jié)合這些結(jié)果初步探討了長(zhǎng)遠(yuǎn)航環(huán)境對(duì)作業(yè)人員共生菌群的影響,為長(zhǎng)遠(yuǎn)航過(guò)程中作業(yè)人員健康管理積累科學(xué)依據(jù)。3.首次發(fā)現(xiàn)海上長(zhǎng)遠(yuǎn)航不靠港連續(xù)作業(yè)三月以上,宿主血清葉酸代謝與其口腔頰粘膜共生物菌代謝趨勢(shì)一致,即葉酸代謝通路受阻。海上長(zhǎng)遠(yuǎn)航不定期靠港并給予作業(yè)者口服復(fù)合維生素和微量元素補(bǔ)充劑連續(xù)干預(yù)三月以上,觀察到宿主血清葉酸代謝降低的趨勢(shì)有所逆轉(zhuǎn)。宿主血清葉酸含量、同型半胱氨酸含量,以及維生素B12濃度與岸基作業(yè)人員趨于一致。表明通過(guò)增加靠港補(bǔ)給、復(fù)合維生素和微量元素干預(yù),長(zhǎng)遠(yuǎn)航作業(yè)人員葉酸代謝受阻的現(xiàn)象得到改善。
【關(guān)鍵詞】：長(zhǎng)遠(yuǎn)航 微生物 頰粘膜 臍周 宏基因組 葉酸 致病菌 條件致病菌
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R835
【目錄】：

• 摘要3-7
• ABSTRACT7-14
• 第一章 長(zhǎng)遠(yuǎn)航作業(yè)人員頰粘膜微生物宏基因組學(xué)研究14-72
• 摘要14-15
• ABSTRACT15-16
• 前言16-19
• 材料與方法19-29
• 結(jié)果29-57
• 討論57-66
• 小結(jié)66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 第二章 長(zhǎng)遠(yuǎn)航作業(yè)人員臍周微生物宏基因組學(xué)研究72-100
• 摘要72-73
• ABSTRACT73-74
• 前言74-76
• 材料與方法76-78
• 結(jié)果78-91
• 討論91-95
• 小結(jié)95-96
• 參考文獻(xiàn)96-100
• 縮寫詞簡(jiǎn)表100-102
• 文獻(xiàn)綜述102-112
• 參考文獻(xiàn)109-112
• 碩士研究生個(gè)人簡(jiǎn)介112-114
• 致謝114-117
• 附件117-122

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 王林;姜軍;丁威威;李寧;;頑固性便秘病人結(jié)腸黏膜菌群的變化特征[J];腸外與腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng);2014年01期

2 何建橋;王承黨;;益生菌在潰瘍性結(jié)腸炎維持緩解中的作用[J];國(guó)際消化病雜志;2014年01期

3 周帆;丁超;鄒曉平;;糞菌移植在炎癥性腸病中的治療進(jìn)展[J];腸外與腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng);2015年06期

4 周志剛;張程;吳煥淦;竺益芳;黃艷;王思瑤;吳璐一;劉慧榮;陸Z

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