肠道菌群失调与痛风及高尿酸血症的相关性研究

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目的1、采用16S rDNA基因测序方法比较痛风及高尿酸血症患者与正常人中肠道菌群菌落组成、丰度及多样性差异。2、探讨肠道菌群失调在痛风形成及急性发作中的作用。方法选取2016年9月至2017年2月南京总医院门诊与住院的高尿酸血症患者15例,根据有无痛风及是否发作分为单纯高尿酸组5例、痛风间歇期组5例,痛风急性发作期组5例,同时选取健康对照组5例。所有受试者均长期居住于南京(>5年),排除诊断:合并高血压、糖尿病、严重肝肾功能损伤以及胃肠道系统疾病(如腹泻、便秘、炎症性肠病等)。收集临床一般指标包括年龄、性别、血压、体重、身高,计算体重指数(BMI)。血清学检测指标包括尿酸(UA)、总胆红素(TBIL)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、血肌酐(Scr)、血尿素氮(BUN)、空腹血糖(FPG)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及C反应蛋白(CRP)水平;收集受试者清晨粪便标本,采用16S rDNA基因测序方法检测肠道菌群的丰度、多样性及菌落组成。入组所有实验对象均已签署知情同意书。采用SPSS 22.0统计软件进行统计分析。正态分布的计数资料以均数±标准差((?)±S)表示,各组间差异采用单因素ANOVA检验,P<0.05为有统计学差异,同时采用非参数检验Kruskal-Wallis检定,获得组间差异物种(P<0.05)并采用GraphPadPrism5进行可视化展示。采用R绘制PCA分析、组间茵群分布柱形图及斯皮尔曼相关性分析。结果1、肠道菌群菌落组成差异比较1)门层级:高尿酸组梭杆菌门(Fusobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)比例明显高于正常组(Fusobacteria:P=0.046;Proteobacteria:P=0.035)。其中痛风组Fusobacteria和Proteobacteria比例进一步增高,明显高于单纯高尿酸组(Fusobacteria:P=0.048;Proteobacteria:P=0.036),而痛风急性发作与间歇期两组比例无明显差异。2)在属层级:与正常组相比,梭杆菌属(Fusobacterium)在高尿酸血症组中菌群丰度明显增高。其中痛风组Fusobacterium进一步增高,明显高于单纯高尿酸组(P=0.006),而痛风间歇期与发作期无明显差异;柔嫩梭菌属(Faecalibacterium)、粪球菌属(Coprococcus)、Odoribacter 杆菌属和 Anaerotruncus丰度在高尿酸血症组降低,其中痛风组4个菌属丰度进一步降低,均低于单纯高尿酸组。进一步分析发现Faecalibacterium丰度降低与痛风急性发作相关。2、肠道菌群的丰度及多样性分析1)Alpha多样性分析:痛风组(包括急性期及间歇期组)患者稀释曲线指数、Chao1指数及Shannon指数均明显低于正常组及单纯高尿酸组(稀释曲线:P=0.005,P=0.005;Chao1指数:P=0.030,P=0.030;Shannon 指数:P=0.016,P=0.016),而正常组与单纯高尿酸组之间无明显差异,提示痛风患者的菌群丰度及多样性较正常人及单纯高尿酸血症患者明显降低。2)Beta多样性分析:痛风组(包括急性期及间歇期组)与正常对照组及单纯高尿酸血症组在PCA三维分析中距离较远,而正常对照组及单纯高尿酸血症组所代表的点距离较近,表明痛风患者与正常人之间肠道微生物菌落组成存在较明显差异,但是单纯高尿酸组与正常人之间肠道菌落组成差异较小。3、肠道菌群菌落丰度与临床代谢特征的相关性分析1)门层级:Proteobacteria 丰度与受试者尿酸(r=0.47,P=0.038)、BMI 及甘油三酯呈正相关。2)属层级:Odoribacter与受试者尿酸(r=-0.58,P=0.007)及DBP呈负相关;Anaerotruncus 与血尿酸、BMI 及 ALT 呈负相关(r=-0.45,P=0.049)。结论痛风与高尿酸血症患者肠道菌群组成与正常人存在明显差异:在门的水平上,Fusobacteria和Proteobacteria相对含量偏高;在属的水平上,条件致病菌Fusobacterium的相对含量增加,而产丁酸盐的益生菌Faecalibacterium、Coprococcus、Odoribacter和Anaerotruncus含量较正常人明显降低,尤其是痛风患者。痛风的急性发作与促使抗炎症因子产生的细菌Faecalibacterium数量的降低明显相关。我们还发现痛风患者的菌群丰度及多样性较正常人群及单纯高尿酸血症患者均显著降低,推测肠道菌群失调可能是痛风及高尿酸血症发生的重要因素之一。
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