研究背景骨关节炎是临床工作中常见的一种骨关节疾病,常累及膝、髋部,以关节肿胀、疼痛等为主要症状,严重者可出现关节畸形致活动障碍,极大地影响患者生活质量。目前,研究发现体内低级别的炎症反应及代谢失调是骨关节炎发生、发展的重要环节。同时,实验发现肠道菌群的种类变化及构成失衡可能通过调节免疫反应、脂多糖浓度等引发体内代谢紊乱及炎症反应,这提示肠道菌群的变化与骨关节炎之间存在潜在联系。但目前为止,仍缺乏大样本研究数据来证明骨关节炎与肠道菌群之间的关联。目的本研究旨在分析对比骨关节炎患者与正常人群肠道内菌群群落构成及细菌菌种的差异,期望发现骨关节炎特有的菌群构成及代表菌种,并结合功能预测,分析肠道菌群的变化在骨关节炎发生、发展中的潜在作用及机制。方法(1)采用病例对照的研究方法,纳入病例为2018年3月至2019年3月郑州大学第一附属医院骨科住院患者。根据症状、体征及影像学资料,确诊为骨关节炎的患者作为病例组,共56例(女34例),以及性别、年龄及身体质量指数(BMI)相匹配的53例健康受试者作为对照组(对照组实际纳入52例,其中女28例),收集粪便样本。(2)运用16S rRNA高通量测序技术,分析骨关节炎患者肠道菌群的分类及构成,再通过LEfSe分析等,找出骨关节炎患者中主要的特征细菌及生物标记物。(3)通过PICRUSt分析对骨关节炎患者肠道菌群基因组进行功能预测,探讨其在该病发生、发展中的作用机制。结果(1)与健康对照人群相比,骨关节炎患者肠道菌群的丰富度、均匀度无统计学差异(P>0.05),但骨关节炎患者肠道微生物群落构成与对照组存在差异(P<0.05)。(2)与健康对照人群相比,骨关节炎患者肠道菌群构成在门、纲、目、科、属及种等水平上存在明显差异。Actinobacteria(放线菌门)、Actinobacteria(放线菌纲)、Bifidobacteriales(双歧杆菌目)、Bifidobacteriaceae(双歧杆菌科)、Bifidobacterium(双歧杆菌属)在骨关节炎患者肠道内显著富集(P<0.05),而Prevotellaceae(普雷沃氏菌科)丰度较健康对照人群显著降低(P<0.05),且上述差异菌类的丰度与BMI指数存在显著相关(P<0.05)。(3)PICRUSt分析得出骨关节炎患者体内肠道菌群与糖代谢、脂肪代谢、蛋白质代谢、促炎反应及细胞间信号分子的传递等密切相关。结论(1)与健康对照人群相比,骨关节炎患者肠道菌群在各个水平(门、纲、目、科、属、种)的菌群构成均存在显著差异。(2)放线菌门、放线菌纲、双歧杆菌目、双歧杆菌科及双歧杆菌属的丰度同健康对照人群相比存在显著差异,且双歧杆菌属、乳杆菌属及普雷沃氏菌科可作为骨关节炎的生物标记物。(3)双歧杆菌属、乳杆菌属及普雷沃氏菌科等与骨关节炎发病过程存在一定联系,可作为疾病预防和治疗的靶点进行研究。