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目的:初步探索中国汉族脊髓损伤患者肠道菌群变化特征,比较脊髓损伤患者与健康受试者T淋巴细胞亚群、NK细胞以及肠道菌群的区别,探讨脊髓损伤患者肠道菌群与细胞免疫的关系。方法:采用病例对照研究,选取2018年01月至2018年12月就诊于中国人民解放军西部战区总医院康复医学科的25例脊髓损伤患者作为病例组和25例健康受试者作为对照组,所有入选对象均在试验前签署知情同意书,并获得西部战区总医院伦理委员会批准。对两组人群的年龄、性别、民族、合并疾病、使用药物等一般资料进行统计,对病例组进行ASIA评分、NBD评分(神经源性肠功能评分)、抗生素和益生菌制剂使用频率以及一个月的饮食记录。根据受试者纳入排除标准,剔除不符合试验的受试者后,脊髓损伤组实际纳入23例,健康受试组实际纳入21例,采集两组受试者粪便样品以及清晨的空腹外周全血。首先,对粪便样品进行DNA提取和PCR扩增,运用第16SrDNA二代高通量测序检测并分析两组肠道菌群V4区域基因序列数,并使用OTU聚类分析、Alpha多样性分析、Beta多样性分析、物种组成分分析、物种差异分析等多种生物信息学方法来分析两组受试者肠道菌群的变化特征,寻找脊髓损伤患者与健康受试者之间存在的差异物种;然后,采用流式细胞仪检测反映脊髓损伤患者细胞免疫状态的CD3+T细胞数、CD4+T细胞数、CD8+T细胞数、CD4+/CD8+比值以及NK细胞数;最后,通过计算spearson相关性系数评估细菌菌属与细胞免疫之间的相关性。结果:1.两组受试者肠道菌群结构特征比较(1)菌群多样性比较与健康对照组比较,脊髓损伤组的Alpha多样性升高(P<0.05);Beta多样性分析发现脊髓损伤患者与健康受试者的肠道菌群结构存在明显的差异;(2)菌群丰度比较1)细菌门水平:厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门的相对丰度为两组受试者最多的菌门,是两组中肠道菌群的绝对优势菌门;在脊髓损伤组中,梭杆菌门的相对丰度显著降低(P<0.05),互养菌门与放线菌门的相对丰度显著增加(P<0.05)2)细菌科水平:脊髓损伤组中的瘤胃菌科、丹毒丝菌科、理研菌科、Tannerellaceae、Muribaculaceae、互养菌科等科水平肠道菌群其相对丰度高于健康对照组(P<0.05),Fusobacteriaceae相对丰度低于健康对照组(P<0.05);3)细菌属水平:两组受试者菌属丰度差异显著;与健康对照组相比,SCI组中的Escherichia-Shigella(埃希氏菌属-志贺氏菌属)、Lachnospiraceae UCG-008(毛螺旋菌属UCG-008)、Alistipes(理研菌属)、Parabacteroides(紫单胞菌属)、[Ruminococcus]torques group(瘤胃球菌属-torques group)等菌属的平均相对丰度显著增高(P<0.05),而Fusobacterium(梭杆菌属)的平均相对丰度显著降低(P<0.05)。(3)物种差异分析1)细菌门水平:放线菌门是脊髓损伤组显著增加的标志性菌门(P<0.05);2)细菌纲水平:放线菌纲是脊髓损伤组显著增加的标志性菌纲(P<0.05);3)细菌目水平:双歧杆菌目、微球菌目是脊髓损伤组显著增加的标志性菌目(P<0.05);4)细菌科水平:理研菌科、双歧杆菌科、Tannerellaceae是脊髓损伤组显著增加的标志性菌科(P<0.05);5)细菌属水平:脊髓损伤组显著增加的重要标志性菌属(P<0.05)分别是:(1)隶属于瘤胃菌科的UBA1819、Ruminiclostridium 9、Ruminococcaceae NK4A214group、Ruminococcus 2、Ruminococcaceae UCG-005、Ruminiclostridium 5、Flavonifractor;(2)隶属于理研菌科的Alistipes、dgA-11 gut group、Rikenellaceae RC9 gut group;(3)隶属于毛螺菌科[Eubacterium]oxidoreducens group;(4)隶属于消化链球菌科的Intestinibacter;(5)隶属于肠杆菌科Escherichia-Shigella(志贺菌属);(6)隶属于Tannerellaceae的Parabacteroides。然而,脊髓损伤组显著降低是隶属于梭杆菌科Fusobacterium菌属(P<0.05)。2.两组受试者T淋巴细胞亚群及NK细胞的比较脊髓损伤组中的CD4+细胞、CD4+/CD8+显著低于健康对照组(P<0.05);两组间的CD3+、CD8+细胞、NK细胞无明显差异(P>0.05);在脊髓损伤组中,经Spearman相关性检验显示CD3+T、CD4+T、CD4+/CD8+与患者病程(月)呈明显正相关(P<0.05)3.脊髓损伤患者细胞免疫相关指标与肠道菌群的相关性分析经Spearman相关性检验显示,在脊髓损伤组中发现5个菌属与细胞免疫功能指标存在显著相关性,其中,Lachnospiraceae UCG-008与CD3+呈明显负相关(P<0.05)。Lachnoclostridium 12与CD4+/CD8+呈明显负相关(P<0.05)。Tyzzerella 3与NK细胞呈明显负相关(P<0.05)。[Eubacterium]eligens group与CD3+呈明显正相关相关(P<0.05),而与NK细胞呈明显负相关(P<0.05)。Ruminococcaceae UCG-002与NK细胞呈明显负相关(P<0.05)结论:1.脊髓损伤患者肠道菌群与健康对照组存在显著差异;脊髓损伤患者增加了双歧杆菌的相对丰度;同时,增加了与抑郁相关的瘤胃菌科的相对丰度,也增加了与中枢神经系统疾病关系密切的瘤胃球菌的相对丰度、还增加了丹毒丝菌科,志贺菌属等肠道内致病菌的相对丰度;并减少了对肠道有益的产丁酸盐菌和抗炎性菌属的相对丰度,这些菌群变化可能在脊髓损伤后的恢复以及并发症的发生发展中发挥着一定的作用。2.与健康对照组比较,脊髓损伤患者细胞免疫功能显著降低,其细胞免疫功能随病程增加而逐渐提高。3.脊髓损伤患者肠道菌群中的Ruminococcaceae UCG-002等5个菌属与细胞免疫功能指标存在一定的相关性,提示今后可能通过菌群调节提高脊髓损伤患者细胞免疫功能来预防感染。