论文部分内容阅读
肠道微生物是人体内微生态系统中重要组成部分。在正常状态下,肠道细菌维持着菌群稳定,在营养摄取、维护肠粘膜屏障、调节肠道免疫方面具有重要作用。近年来研究证明,肠道菌群的结构和比例,与人体健康息息相关。结直肠癌是最常见的消化道恶性肿瘤之一,其发病原因除了饮食、环境以及遗传因素外,越来越多的证据指向肠道菌群失调与结直肠癌发生发展有密切的关系。本研究利用焦磷酸高通量测序技术对结直肠癌患者以及健康对照组肠道微生物的菌群结构进行比较分析,并用real-time PCR及克隆文库测序的方法对差异菌群的丰度及组成进行验证,旨在为发现新的结直肠癌分子标记物提供一定的理论基础。 本研究收集了20例不同癌症分期的结直肠癌患者粪便样品,并收集20例年龄、性别构成与结直肠癌组对应的健康人粪便样品。提取样本元基因组DNA后,针对细菌基因组16S rRNA基因的V3高变区进行PCR扩增;利用焦磷酸测序的方法对40份V3高变区PCR产物进行高通量测序,获得722,366条序列。经过生物信息学分析,将所有序列与RDP数据库(Ribosomal Database Project)进行比对,结果发现拟杆菌Bacteroides,梭杆菌Fusobacterium和弯曲菌Campylobacter等机会病原菌在结直肠癌患者粪便样品中明显富集,而Faecalibacterium和Roseburia等产丁酸菌则显著缺失。对结直肠癌患者肠道中发生显著变化的差异菌群与宿主表型(体重指数、年龄、性别及TNM分期)做相关性统计分析,发现拟杆菌Bacteroides与患者的TNM分期具有统计学正相关。这些结果帮助我们充分认识了肠道微生态菌群与宿主的相互关系,进一步明确了肠道微生态与结直肠癌疾病的关系。 针对焦磷酸测序发现的差异菌群,设计微生物种属特异性引物。应用real-time PCR方法对肠道中差异菌丰度做验证,对肠杆菌科Enterobacteriaceae、乳酸杆菌属Lactobacillus、产丁酸菌Faecalibacterium prausnitzii、梭状梭菌Clostridium clostridiiforme、梭杆菌Fusobacterium及细菌总菌等六种菌群在两组人群中的丰度做比较分析。结果显示梭杆菌Fusobacterium机会病原菌的在患者肠道中富集,证实了焦磷酸测序的结果。 为了研究结直肠癌癌变前期的样品,我们又收集了12份肠息肉患者的样品。针对上述差异菌梭杆菌Fusobacterium,用克隆文库测序的方法构建该菌的系统发育树,分析结直肠癌患者、肠息肉患者及健康人三组人群中分布的梭杆菌菌株。结果发现,菌株Fusobacterium nucleatum subsp.nucleatum ATCC 25586在结直肠癌患者肠道中检出率为50%,在肠息肉患者肠道中检出率为16.7%,而在健康人肠道中没有检出。随后,用PCR的方法比较了梭杆菌Fusobacterim在结直肠癌患者、肠息肉患者及健康人三组人群中阳性检出率,其检出率分别是75%,75%和15%,疾病组与健康组具有统计学差异,提示梭杆菌Fusobacterim有可能作为标记性菌群的分子标记物,为结直肠癌疾病的早期诊断提供新策略。