【摘要】：第一部分免疫營養(yǎng)素干預小鼠結腸癌模型化療效果及腸道菌群偏離情況的研究研究背景:結直腸腫癌的放化療最常見的副反應是胃腸道并發(fā)癥,主要表現(xiàn)為胃腸動力和腸道菌群的紊亂及腸屏障受損。免疫營養(yǎng)素在營養(yǎng)支持、調(diào)節(jié)免疫和維護腸道菌群、腸粘膜屏障功能等方面有著重要的作用。許多研究表明免疫營養(yǎng)素聯(lián)合化療在腫瘤治療中起重要作用。補充免疫營養(yǎng)素可以改善炎性腸病、部分肝切除動物的腸道菌群和腸屏障功能,而對化療導致的腸屏障損害的作用報道較少,其在結直腸癌治療中的作用也有待進一步研究。目的:通過給化療小鼠模型補充谷氨酰胺、n-3多不飽和脂肪酸和益生元,探討補充不同免疫營養(yǎng)素對荷瘤小鼠化療效果、維持腸道菌群結構的作用,研究其改善腸道菌群紊亂的機制,為將來免疫營養(yǎng)素在結直腸癌臨床治療中的應用奠定研究基礎。方法:30只雌性BALB/c小鼠皮下注射CT26小鼠結腸癌細胞系,構建荷瘤小鼠模型。將荷瘤小鼠隨機分為五組:第1組無化療干預對照組(Control,CON,n=6);第2組化療+生理鹽水干預組(Normal saline,NS,n=6);第3組化療+谷胺酰胺干預組(Glutamine,GLN,n=6);第4組化療+n-3多不飽和脂肪酸干預組(Polyunsaturated fatty acids,PUFA,n=6);第 5 組化療+益生元干預組(Prebiotics,PRE,n=6)。干預前(Baseline,BAS)和各組干預2周后,取小鼠新鮮糞便提取DNA,通過16S rRNAMiseq測序檢測小鼠糞便腸道菌群。結果:接受化療的NS組小鼠糞便中厚壁菌門(Firmicutes)和乳酸菌屬(Lactobacillus)含量顯著高于基線水平(BAS)和CON組,而擬桿菌門(Bacteroidetes)、擬桿菌屬(Bacteroides)顯著低于基線水平(BAS)和CON組小鼠(P0.05)。PUFA組小鼠糞便中擬桿菌門(Bacteroidetes)含量顯著高于NS組,而厚壁菌門(Firmicutes)和放線菌門(Actinobacteria)顯著低于NS組小鼠(P0.05)。GLN組和PRE組小鼠糞便菌群在門的水平上與NS組均無顯著差異(P0.05)。接受化療干預的NS組、GLN組、PUFA組、PRE組小鼠成瘤體積較無化療干預的CON組明顯縮小(P0.05);接受免疫營養(yǎng)素干預的小鼠中,PUFA組小鼠成瘤體積較NS組明顯縮小(P0.05),GLN組、PRE組小鼠與NS組小鼠成瘤體積無明顯差別(P0.05)。結論:5-Fu化療導致小鼠腸道菌群結構改變,擬桿菌門(Bacteroidetes)水平降低,厚壁菌門(Firmicutes)水平升高。而補充n-3PUFAs可以修復化療導致的腸道菌群紊亂,提升擬桿菌門(Bacteroidetes)含量,降低厚壁菌門(Firmicutes)和放線菌門(Actinobacteria)含量,提高化療效果。第二部分腸道微環(huán)境變化對結直腸癌術后患者腸道功能影響的研究背景:胃腸道手術患者術后經(jīng)常出現(xiàn)胃腸道功能相關并發(fā)癥,接受結直腸癌根治手術的患者經(jīng)常表現(xiàn)為腹瀉或麻痹性腸梗阻。許多研究表明這些并發(fā)癥與手術應激、圍手術期腸道準備、術后禁食以及術后腸道菌群失調(diào)相關。但目前關于結直腸癌手術后腸道菌群結構改變與手術并發(fā)癥關系的研究很少,其在術后腸道功能恢復中的作用機制值得進一步研究。目的:分析結直腸癌患者手術前后的糞便菌群結構差異,探討腸道菌群結構變化在結直腸癌術后腸道功能恢復中的作用。材料與方法:選取在北京協(xié)和醫(yī)院接受擇期手術結直腸癌患者,根據(jù)患者術后腸道功能恢復情況分為術后腸道功能正常組(正常組)和術后腹瀉/腸麻痹組(腹瀉組)。分別于術前、術后5-7天留取新鮮糞便提取DNA,通過16S rRNA Miseq測序檢測糞便腸道菌群。分別于術后第一天(POD1)、第三天(POD3)采集空腹血,留取血清標本,應用ELISA方法檢測血清中炎癥因子(TNF-α,IL-6,IL8)水平。比較正常組與腹瀉組術前、術后腸道菌群結構差異及術后血漿炎癥因子水平的差異,分析腸道菌群結構改變與術后腸道功能的相關性。結果:共納入38例擇期結直腸癌手術患者,其中正常組27例,腹瀉組11例。兩組間術前糞便主要菌群豐度無顯著差異,包括厚壁菌門(Firmicutes,67.05%VS 58.14%,P0.05),擬桿菌門(Bacteroidetes,21.01%VS 11.75%,P0.05),變形菌門(Proteobacteria,5.36%VS 18.39%,P0.05)和放線菌門(Actinobacteria,5.65%VS 10.03%,P0.05)。術后糞便菌群檢測結果顯示,正常組患者糞便中擬桿菌門(Bacteroidetes,34.20%VS 14.47%,P0.05),擬桿菌屬(Bacteroides,21.40%VS8.68%,P0.05)和 Parabacteroides(21.40%VS8.68%,P0.05)比例顯著高于腹瀉組,而變形菌門(Proteobacteria,19.19%VS43.14%,P0.05)比例顯著低于腹瀉組;厚壁菌門(Firmicutes,41.88%VS39.52%,P0.05)和梭桿菌門(Fusobacteria,2.03%VS0.88%,P0.05)豐度在兩組之間無顯著差異。腹瀉組患者POD1血清中炎癥因子水平(IL-6)顯著高于正常組,POD3兩組間血清中炎癥因子水平無顯著差異。結論:正常組與腹瀉組患者之間的術前糞便菌群結構無顯著差異,術后糞便菌群結構存在顯著差異。結直腸癌患者術后糞便菌群中擬桿菌門、擬桿菌屬比例下降,變形菌門比例升高可能與術后腹瀉等并發(fā)癥相關。術后早期血清炎癥因子檢測可以對術后腹瀉并發(fā)癥起預警作用。第三部分加速康復外科理念下結直腸癌手術患者腸屏障及腸道微環(huán)境變化的研究研究背景:近十余年來加速康復外科(ERAS)理念在全球主要發(fā)達國家有了較為迅速的推廣和應用,其在結直腸手術中的應用最為成功。與傳統(tǒng)手術相比,ERAS模式下的結直腸手術簡化了術前腸道準備,術后早期恢復飲食,減少手術患者腸道的創(chuàng)傷應激,早期恢復腸道功能,達到快速康復的目的。但目前支持ERAS理念的證據(jù)均來源于臨床觀察研究,ERAS模式對保護結直腸手術患者腸屏障功能和維護腸道微環(huán)境的研究少有報道。因此有必要開展相關研究,為ERAS理念的推廣提供基礎理論支持。目的:比較傳統(tǒng)治療模式與ERAS模式下?lián)衿诮Y直腸手術的患者腸道菌群結構變化,探討ERAS模式加速患者術后康復,改善患者術后腸道功能的機制。方法:選取在北京協(xié)和醫(yī)院基本外科接受擇期結直腸癌根治手術患者作為研究對象。根據(jù)術前腸道準備方式和術后營養(yǎng)支持手段的不同,將患者分為常規(guī)治療模式組(對照組)和加速康復外科模式組(ERAS組)。分別于術前、術后5-7天留取新鮮糞便提取DNA,通過16S rRNA Miseq測序檢測糞便菌群。分別于術后第一天(POD1)、第三天(POD3)采集空腹血,留取血清標本,應用ELISA方法檢測血清中炎癥因子(TNF-α,IL-6,IL8)水平。比較對照組與ERAS組術前、術后腸道菌群結構差異及術后血漿炎癥因子水平的差異。結果:共納入32例擇期結直腸癌手術患者,其中對照組22例,ERAS組10例。兩組間術前糞便主要菌群豐度無顯著差異,包括厚壁菌門(Firmicutes,64.21%VS 64.11%,P0.05),擬桿菌門(Bacteroidetes,20.14%VS 18.14%,P0.05),變形菌門(Proteobacteria,8.23%VS 9.26%,P0.05)和放線菌門(Actinobacteria,6.71%VS 7.67%,P0.05)。術后糞便菌群檢測結果顯示,對照組與ERAS組患者糞便中厚壁菌門(Firmicutes,44.23%VS 46.37%,P0.05),變形菌門(Proteobacteria,26.98%VS16.52%,P0.05),擬桿菌門(Bacteroidetes,25.11%VS30.77%,P0.05),梭桿菌門(Fusobacteria,1.84%VS 1.37%,P0.05)和放線菌門(Actinobacteria,1.25%VS 1.22%,P0.05)豐度在兩組之間無顯著差異;對照組擬桿菌門(Bacteroidetes):變形菌門(Proteobacteria)比值顯著低于 ERAS 組(0.93VS1.88,P0.05)。對照組患者POD1和POD3血清中炎癥因子水平(TNF-α、IL-6、IL8)顯著高于ERAS組。結論:與傳統(tǒng)模式相比,ERAS模式可以提高結直腸手術患者術后糞便菌群中擬桿菌門含量,降低變形菌門含量,改善腸道菌群結構,從而加速患者術后腸道功能恢復。
【學位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R735.34
【圖文】：

圖１．３．１有效序列長度分布逡逑小鼠腸道菌群結構多樣性分析逡逑為了減少變量數(shù)目便于分析，同時最大可能減少由于測序錯誤造成的可能的種多樣性，研究者們通常在微生物生態(tài)學研究中以分類操作單元（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｍｉｃ邋ｕｎｉｔ，ＯＴＵ）為單位進行研究。ＯＴＵ是在系統(tǒng)發(fā)生學或群體遺傳學研究給某一個分類單元（品系，屬，種、分組等）設置的同一標志。要了解一個序結果中的菌種、菌屬等數(shù)目信息，就需要對序列進行歸類操作（ｃｌｕｓｔｅｒ）。類操作，將序列按照彼此的相似性分歸為許多小組，一個小組就是一個ＯＴＵ不同的相似度水平，對所有序列進行ＯＴＵ劃分，通常對９７％的相似水平ＴＵ進行生物信息統(tǒng)計分析。逡逑本實驗中以９７％的序列相似性為標準，在４１個樣本中一共獲得個６３６個ＯＴＵ。逡逑本的文庫覆蓋率（Ｇｏｏｃｆｓ邋ｃｏｖｅｒａｇｅ）均在９９％以上，顯示出在此測序量下，逡逑

邐中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院博士研究生畢業(yè)論文邐逡逑測序量的深入，雖然大部分物種己經(jīng)被檢測到，但小鼠腸道內(nèi)仍有少量新物種有待逡逑進一步測序發(fā)掘。而從Ｓｈａｎｎｏｎ多樣性曲線來看，在測序量較少時，Ｓｈａｎｎｏｎ多樣逡逑性指數(shù)的數(shù)值亦呈顯著上升的趨勢，而隨著測序量的擴大，多樣性指數(shù)數(shù)值增加的逡逑趨勢逐漸變緩，且最終均達到飽和（圖Ｌ３．２Ｂ）。這一結果提示，在此測序量下，動逡逑物腸道內(nèi)微生物的多樣性已經(jīng)能夠得到充分的檢測。從各組數(shù)據(jù)來看，各組樣本的逡逑稀疏曲線和Ｓｈａｎｎｏｎ多樣性曲線都沒有顯著差異。逡逑Ｍｕｌｔｙ邋ｓａｍｐｌｅｓ邋Ｒａｒ＾ａｃｔｉｏｎ邋Ｃｕｒｗｓ邐Ｍｕｌｔｙ邋ｓ？ｎｐｌｅｓ邋Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉ＊ｎｅｒ邋Ｃｕｒｖｅｓ逡逑

【參考文獻】

相關期刊論文 前8條

1 曹戰(zhàn)江;于健春;康維明;馬志強;葉欣;孟慶彬;田樹波;;術前口服葡萄糖溶液對胃腸術后胰島素抵抗及炎癥反應的影響[J];中華內(nèi)分泌外科雜志;2015年04期

2 曹戰(zhàn)江;于健春;康維明;馬志強;葉欣;田樹波;;補充n-3多不飽和脂肪酸對高脂飲食大鼠腸道菌群及門靜脈血內(nèi)毒素的影響[J];中國醫(yī)學科學院學報;2014年05期

3 陳悅;張曉梅;王永鵬;宋純;劉放;馬思平;張睿;;大腸癌術前腸道準備對術后腸道菌群變化的影響[J];中國現(xiàn)代普通外科進展;2013年04期

4 王松;王茂龍;李宇;周巖冰;王東升;;直腸癌患者圍手術期腸道菌群變化影響因素的臨床研究[J];中華胃腸外科雜志;2012年06期

5 王平治;;結直腸癌術后腸道菌群失調(diào)[J];中華胃腸外科雜志;2010年05期

6 吳全;于健春;劉玉琴;康維明;郭衛(wèi)東;;二十二碳六烯酸與氟尿嘧啶聯(lián)合應用對人胃癌細胞株MGC803的影響[J];中國醫(yī)學科學院學報;2010年01期

7 何桂珍,楊乃發(fā),劉躍武,舒紅;不同途徑補充谷氨酰胺對大鼠腸粘膜和通透性的影響[J];中國臨床營養(yǎng)雜志;2004年01期

8 江波;劉東博;張鑫;杜麗莉;韓存芝;;胰島素和胰島素樣生長因子及其結合蛋白與結直腸癌發(fā)生的關系[J];中華胃腸外科雜志;2009年03期

本文編號：2729314