基于16SrDNA测序探讨早期妊娠女性肠道与舌苔菌群结构及其同中医证型的研究

来源 :广州中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yinzhg01
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目的:本研究基于16S r DNA高通量测序,分析异位妊娠、先兆流产女性肠道菌群、舌苔菌群种类及结构特征,旨在探讨肠道菌群、舌苔菌群与异位妊娠、先兆流产的发生是否相关,以及二者与中医证型的关系。方法:研究纳入了停经4-8周,临床确诊为异位妊娠、先兆流产的女性和正常妊娠女性。分别收集其人口学特征、临床信息和粪便、舌苔样本,并根据中医辨证分型。用e Swab微生物采集运输管采集参与纳入研究孕妇的舌苔样品,装有保存液的粪便样本采集管采集其粪便。对采集的粪便和舌苔样品进行基于Illumina Mi Seq平台的16Sr DNA二代高通量测序,采用QIIME流程结合易侕统计软件分析测序数据,描绘早期妊娠女性肠道菌群和舌苔菌群的组成,比较异位妊娠、先兆流产女性肠道菌群、舌苔菌群差异及不同中医证型二者的结构。结果:1、研究队列最终纳入59名符合纳排标准的研究对象进入研究队列,包括异位妊娠(EP)、先兆流产(TM)、正常妊娠(NP),其中后两者可归类为宫内妊娠(IUP)。整个研究队列共53例肠道样品上机测序,其中EP组15例,TM30例,NP8例,根据妊娠位置可分为EP和IUP二组,EP组15例,IUP组38例。整个研究队列共50例舌苔样品上机测序,其中EP组26例,IUP组49例。根据中医证型可分为实证(E)、虚证(D)两组,其中E组23例,D组27例。2、队列的测序信息肠道:共53个样本,质控后clean tags数据量分布在68077-78125之间,clean tags经去除嵌合体后获取valid tags(最终分析的数据)数据量分布在61353-72989之间,valid tags平均长度范围为407.28-417.78 bp,各样本OTU个数分布在764-1817之间。项目样品进行差异统计,ANOVA算法:差异OTU个数为418个,差异genus个数为71个,差异phylum个数为3个;Kruskal Wallis算法:差异OTU个数为551个,差异genus个数为127个,差异phylum个数为8个。舌苔:共50个样本,质控后clean tags数据量分布在61970-78022之间,clean tags经去除嵌合体得到的valid tags(最终分析的数据)数据量范围为49878-74997之间,valid tags平均长度范围为407.83-425.4 bp,各样本OTU个数范围为760-2291。项目样品进行差异统计,T-test算法:差异OTU个数为198个,差异genus个数为42个,差异phylum个数为1个;Wilcoxon算法:差异OTU个数为544个,差异genus个数为98个,差异phylum个数为5个。3、不同妊娠位置(EP、IUP)肠道菌群结构:α-多样性:EP组Chao1 Index(1739.47&1543.40,P=0.0022)较IUP组升高,EP组observed species(1129.8&1013.7,P=0.03),较IUP组升高,提示:EP组较IUP组肠道样品菌群多样性增加。β-多样性:Unweighted Anosim:R=0.1654、P=0.0089,结合Alpha多样性分析结果,可见异位妊娠女性肠道菌群结构较宫内妊娠女性多样性更高。门水平:主要由厚壁菌门、类杆菌门组成。EP组较IUP组相对丰度平均值减少趋势菌属:厚壁菌门、类杆菌门。属水平:主要由类杆菌属、粪杆菌属、普雷沃菌属-9、Collinsella、Roseburia等构成。EP组较IUP组相对丰度平均值减少趋势菌属为类杆菌属、普雷沃菌属-9;相对丰度平均值增加趋势菌属为粪杆菌属、Collinsella、Roseburia。LEf Se分析:EP组相对丰度显著增高的为uncultured bacterium、普雷沃菌属-1、Eubacterium ruminantium group、uncultured、萨特氏菌属、变形菌门、γ-变形菌、红蝽菌科、柯林斯氏菌属;IUP组中相对丰度显著增高的为α-变形菌、Lachnospiraceae ND3007 group、SAR11 clade、Clade_III、uncultured bacterium、metagenome、瘤胃菌。4、EP、TM、NP肠道菌群结构α-多样性:EP组Chao1 Index(1739.476&1454.623,P=0.0019)较NP组升高,EP组Chao1 Index(1739.476&1584.80,P=0.0099)较TM组升高。由此可见,EP组较TM组、NP组肠道菌群多样性增加。β-多样性:Unweighted Anosim值为:EP vs NP:R=0.5904、P=0.001;TM vs NP:R=0.3255、P=0.004;EP vs TM:R=0.3761、P=0.001。提示:结合Alpha多样性分析结果,可见异位妊娠女性肠道菌群结构与先兆流产、正常妊娠女性肠道菌群结构具有显著差异;先兆流产与正常妊娠女性肠道菌群结构具有显著差异。门水平:与NP组相比,EP组相对丰度平均值增加趋势菌属为为放线菌门;相对丰度平均值减少趋势菌属为厚壁菌门、类杆菌门。TM组相对丰度平均值增加趋势菌属为厚壁菌门、变形杆菌门;相对丰度平均值减少趋势菌属为放线菌门。属水平:与NP组相比,EP组相对丰度均值增加趋势菌为粪杆菌属、Roseburia、毛螺旋菌属;减少趋势菌为类杆菌属、普雷沃菌属-9、Agathobacter、双歧杆菌属。TM组相对丰度均值增加趋势菌为类杆菌属、粪杆菌属、Roseburia、毛螺旋菌属;减少趋势菌为普雷沃菌属-9、Agathobacter、双歧杆菌属。LEf Se分析:在EP组中相对丰度显著增高的为柯林斯氏菌、红蝽菌、γ-变形菌;TM组相对丰度显著增高的为α-变形菌;NP组相对丰度显著增高的为鼠杆菌、metagenome。5、早期妊娠障碍不同中医证型肠道菌群结构:α-多样性:Alpha多样性指数比较均没有差异,P值>0.05,提示两组间肠道菌群丰富度及多样性无显著差异。β-多样性:Unweighted、Weighted Anosim分析P值>0.05,两组间肠道菌群结构无显著差异。门水平:与整个队列的实证组相比,虚证组相对丰度呈增加趋势的菌群为厚壁菌门;相对丰度均值减少趋势为类杆菌门。属水平:与实证组相比,虚证组相对丰度均值增加趋势菌为普雷沃菌属-9;相对丰度均值减少趋势菌为类杆菌属、粪杆菌属。LEf Se分析:实证组相对丰度显著增高的为拟杆菌科、拟杆菌属、放线菌门、副杆菌属、坦纳菌科、α-变形菌、臭杆菌、Tyzzerella_4。虚证组相对丰度显著增高的为uncultured bacterium、SAR11_clade、Clade III、毛螺菌科NK4A136组、Agathobacte。6、先兆流产不同中医证型肠道菌群结构α-多样性:Alpha多样性指数比较均没有差异,P值>0.05,提示两组间肠道菌群丰富度及多样性无显著差异。β-多样性:Unweighted、Weighted Anosim分析P值>0.05,提示两组间肠道菌群结构无显著差异。门水平:与先兆流产实证组相比,虚证组相对丰度呈增加趋势的菌群为厚壁菌门、变形菌门;相对丰度均值减少趋势为类杆菌门。属水平:与实证组相比,虚证组相对丰度均值增加趋势菌为普雷沃菌属-9、粪杆菌属、Agathobacter、毛螺菌属、大肠杆菌志贺氏菌、Eubacterium_eligens_group、普雷沃菌属-2;相对丰度均值减少趋势菌为类杆菌属。LEf S分析:实证组中相对丰度显著增高的为放线菌门、Lachnoclostridium、水恒杆菌属、固氮螺科、SWB02、Faecalitalea、气单胞菌目、uncultured Acidobacteria bacterium、Subgroup_11、uncultured Acidobacteria bacterium、uncultured Acidobacteria bacterium;虚证组中毛螺菌科NK4A136组、uncultured、Niastella、uncultured bacterium、Subgroup13、uncultured bacterium、Ambiguous taxa、UC5_1_2E3、氧化还原真杆菌、瘤胃科组group Ruminococcaceae_UCG_010、uncultured bacterium、GCA_900066225、Dongiaceae、Dongia、Dongiales的相对丰度显著增高。7、早期妊娠障碍不同中医证型(虚证、实证)舌苔菌群结构:α-多样性:实证组observed species(933.5&1094.8,P=0.047)较虚证组降低,整个队列实证组较虚证组的舌苔菌群的多样性降低。β-多样性:Unweighted、Weighted Anosim分析P值>0.05,提示整个队列实证组与虚证组的舌苔菌群结构菌群相似。门水平:与整个队列的虚证组相比,队列实证组相对丰度均值增加趋势菌为类杆菌门、厚壁菌门;减少趋势菌为变形菌门。属水平:与队列虚证组相比,整个队列实证组相对丰度呈增加趋势的菌为普雷沃菌属-7、链球菌属、卟啉菌属;减少趋势菌为奈瑟菌属、嗜血杆菌属。LEf Se分析:整个队列实证组相对丰度显著增高的为普氏菌科、普雷沃菌属7、普雷沃菌属、肠杆菌科、肠杆菌。虚证组相对丰度显著增高的为α-变形菌纲、鼠杆菌科、uncultured_bacterium、根瘤菌目、伯克氏菌科。8、先兆流产不同中医证型(虚证、实证)舌苔菌群结构α-多样性:Alpha多样性指数比较P值均>0.05,两组间舌苔菌群丰富度无显著差异。β-多样性:Unweighted、Weighted Anosim分析P值>0.05,两组间菌群结构无显著差异。门水平:与先兆流产虚证组相比,其实证组相对丰度均值增加趋势菌为类杆菌门、厚壁菌门;减少趋势菌为变形菌门。属水平:与先兆流产虚证组相比,其实证组相对丰度均值增加趋势菌为普雷沃菌属-7、链球菌属、卟啉菌属;减少趋势菌为:奈瑟菌属、嗜血杆菌属。LEf Se分析:先兆流产实证组中相对丰度显著增高的为普雷沃氏菌科、普雷沃菌属_7、放线菌属、放线菌目、放线菌科、普雷沃菌属、Oribacterium、Lachnoanaerobaculum、奇异菌属、红椿菌目、环孢菌、科氏杆菌;虚证组中相对丰度显著增高的为不粘柄菌属、变形菌门。结论:1、早期妊娠女性中,异位妊娠女性较宫内妊娠女性肠道菌群多样性增加。2、异位妊娠、先兆流产女性具有独特的肠道细菌标志物。柯林斯氏菌、红蝽菌、γ-变形菌与异位妊娠相关,α-变形菌与先兆流产相关。3、拟杆菌科可能是区别早期妊娠障碍实证与虚证的肠道细菌标志物。普氏菌科、普雷沃-7与α变形菌纲可能是区别实证与虚证的舌苔细菌标志物。
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