系统性红斑狼疮患者口腔微生物群落多样性研究

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研究背景系统性红斑狼疮(Systemic Lupus Erythematosus,SLE)病因未明,临床表现的种类很多,表型不一。中国的患病率约为0.03%至0.097%,SLE患者性别比例(女:男)约为9:1。最新研究表明,环境因素在SLE的发生发展中可能发挥着重要作用,如感染、饮食、吸烟等因素。共生微生物对人体健康有着重要影响,它们通常分布在身体的许多部位,包括口腔、消化道、皮肤等,特别是在消化道,大约有100万亿个微生物在这里定植,有超过1000种的常见细菌。消化道从生理上划分,主要包括口腔、咽部、食道、胃和肠道,而口腔微生物群可随吞咽动作进入胃肠道。口腔作为消化道的开端,是消化道联系外界的重要通道。有研究提示宿主口腔微生物群-生态平衡的紊乱不仅可以引起一系列口腔感染性疾病,还与一些全身性疾病有关。此外,不同饮食模式、不同种族、地理位置、疾病阶段,临床表现和服用药物等都可能影响口腔微生物群,在菌群研究中成为潜在的偏倚因素。饮食是已知影响口腔和肠道微生物群的主要环境因素之一。现有多项研究探索发现SLE患者的膳食摄入量远不能令人满意。然而,大多数研究都来自西方国家。东方的饮食结构不同于西方的,仍然有很少的证据表明东方饮食摄入和SLE之间的关系。肠道微生物群在SLE中的重要作用已被认识。口腔-肠道微生物群轴是人类健康和疾病的关键环节,但很少有研究表明口腔微生物与SLE之间的关系。目的采用16S rRNA基因测序技术对SLE病人以及健康对照口腔微生物进行测序,通过生物信息分析,描述SLE患者与对照口腔微生物的结构和多样性;比较SLE病人与健康对照口腔微生物群以及不同临床特征和实验室检查结果的SLE患者其口腔微生物群差异。同时通过相关性分析,研究SLE患者口腔微生物群中的优势菌与临床指标之间的相关性。利用膳食频率回顾调查,了解SLE患者膳食营养素的摄入状况,旨在为探索SLE患者口腔微生物多样性控制饮食可能带来的偏倚提供依据。方法采用病例对照设计,通过16S rRNA基因测序技术检测20例SLE患者和19例健康对照口腔菌群。分析了口腔微生物群的均匀性、多样性和组成。群落的系统发育研究采用基于京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库的未观察状态重建(PICRUSt)方法对微生物区系功能进行研究。采用膳食食物频率记录法对100例SLE患者和100例健康对照的膳食状况进行调查,并计算其日均膳食营养摄入量。偏态数据采用Mann-Whitney U比较SLE患者膳食营养摄入情况。结果1.SLE患者口腔微生物群失衡,多样性降低。SLE病例组和对照组口腔微生物组成存在差异。在科的水平上,乳杆菌科(Lactobacillaceae),韦荣球菌科(Veillonellaceae)和莫拉氏菌科(Moraxellaceae)在SLE患者中富集,而Corynebacteriacea,微球菌科(Micrococcaceae),Defluviitaleaceae,柄杆菌科(Caulobacteraceae),叶杆菌科(Phyllobacteriaceae),甲基杆菌科(Methylobacteriaceae),生丝微菌科(Hyphomicrobiaceae),鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae),盐单胞菌科(Halomonadaceae),假单胞菌科(Pseudomonadaceae)和黄单胞菌科(Xanthomonadaceae)等在对照组富集。2.通过基于KEGG数据库的PICRUSt分析,SLE病例组与对照组一级代谢通路注释结果显示存在差异。二级代谢通路注释结果显示,SLE口腔微生物在其他次生代谢产物的生物合成代谢通路上的丰度增加,在心血管疾病的代谢通路上丰度减少。三级代谢通路注释结果显示,在前20个有差异的通路中,有8个通路SLE病例组口腔微生物表现为丰度增加。而根据KO比对的结果,SLE病例组口腔微生物中N6-L-苏酰基氨基嘌呤合成酶(K01409)、葡萄糖-6-磷酸异构酶(K01810)和氨基酰基-磷酸合成酶大亚基(K01955)更为丰富。3.SLE患者的宏量营养素(如能量、蛋白质、碳水化合物、膳食纤维)、常量元素(如磷、镁、钾、钠)、微量元素(如锌、硒)和水溶性维生素(硫胺素、核黄素、烟酸、维生素C)与对照组不同。4.不同疾病状态的SLE患者膳食营养摄入存在差异。新发患者与治疗患者在一些营养成分上也存在差异,如胆固醇、维生素A、视黄醇、硒、大豆异黄酮。不同活动度的SLE患者的膳食营养摄入量未发现明显差异。狼疮肾炎和非狼疮肾炎的SLE患者膳食营养素摄入情况也未发现明显差异。有关节炎症状的SLE患者在能量、蛋白质、脂肪、碳水化合物、膳食纤维等多种营养素的摄入量均低于没有关节炎SLE患者。结论1.SLE病例组和对照组口腔微生物组成存在较大差异,且SLE患者口腔微生物多样性发生改变。2.这些发现共同支持SLE患者口腔微生物群失调和与口腔微生物相关的代谢通路存在异常。我们的发现可能为探索微生物组在SLE中的作用提供一些提示性的证据。3.SLE病例与对照膳食营养素摄入量比较存在较大差异。
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