【摘要】：目的肠道微生物对于维持宿主健康发挥着至关重要的作用,肠道菌群的波动直接影响着体内微生态的平衡,并由此引起机体功能紊乱甚至导致疾病。饮食、生活习惯、使用药物和环境因素都会导致肠道菌群发生改变。大量的研究已经证实,环境因素可以通过多种方式影响肠道菌群:过度洁净的环境则会导致肠道菌群多样性下降,在相同环境中生活的个体拥有相似的肠道菌群结构。然而,ICU作为特殊的医疗单元,其中的环境因素会对医护人员的肠道菌群造成何种影响尚不得而知。目前的研究大多专注于ICU中的重症患者的菌群特征,ICU内健康人群的肠道菌群并没有得到足够的重视,借助于测序技术的进步,使我们可以在更高层面上研究环境因素对人体肠道微生物的影响。本研究利用16sRNA测序技术,着眼于ICU环境因素对人体肠道菌群的影响,寻找微生物学线索,为人类健康促进工程提供理论和数据支持。方法本研究选取22位ICU内工作人员和一位长期留院的患者作为研究对象,按照进入ICU时间的长短分为两组。将在ICU内短期轮转、工作时间不超过两个月的研究对象设置为A组;将在ICU内工作时间超过一年的医护人员以及一位长期留院长达4年的患者设置为B组。提取他们粪便样本中的总DNA,对16sRNA的V3-V5可变区间进行PCR扩增,并利用PCR滤器对PCR产物进行过滤。利用Illumina Hiseq测序平台对经过放大的V3和V5的Barcoded序列进行测序,产生的序列经过质量和长度的筛选。高质量的序列进行下一步分析,通常按照97%的相似性阈值将序列划分为不同的可操作分类单元(OTU),每一个OTU通常被视为一个微生物物种,通过OTU,我们得到α多样性分析、差异性分析、物种注释和肠道菌群信息。结果本研究使用16sRNA测序对23例样本的肠道菌群结构以及多样性进行了深入分析,测序所得OTU分属下列8个菌门:拟杆菌门、厚壁菌门、变形菌门、梭杆菌门、放线菌门、互养菌门、疣微菌门以及未定名Melainabacteria菌门,其中拟杆菌门丰度最高,在样本肠道菌群门水平所占比例为43.28%;排在第二位的是厚壁菌门,为40.41%;变形菌门、放线菌门和梭菌门所占比例分别为14.33%、1.81%和0.11%。拟杆菌门在A组和B组肠道菌群所占百分比分别为43.74%和39.91%,厚壁菌门在两组中所占百分比分别为33.28%和47.02%,变形菌门在两组中所占百分比分别为17.25%和11.63%,放线菌门在两组中所占百分比分别为2.33%和1.33%,互养菌门和疣微菌门在23例样本肠道菌群中占比极少。23例样本在属水平主要分布于五个菌属,分别是埃希菌属、考拉杆菌属、拟杆菌属、肠杆菌属和副杆状菌属,此五个菌属在23个样本肠道菌群总丰度所占近似百分比分别为24.55%、17.68%、9.93%、7.56%和7.05%。上述菌属在A、B两组肠道菌群所占丰度百分比分别为埃希菌属(22.21%vs 26.96%)、考拉杆菌属(18.28%vs 17.07%)、拟杆菌属(11.60%vs 8.20%)、肠杆菌属(7.94%vs 7.16%)、副杆状菌属(8.31%vs 5.76%),均无明显差异;B组中氨基酸球菌属占组内总丰度的5.10%,而在A组中该菌属的丰度趋近于零。我们结合OTU所代表物种,在门、科、属、种不同水平找到研究对象的肠道核心微生物组共包含19个OTU,门水平:拟杆菌门,科水平:瘤胃球菌科,属水平:多形杆状菌属,种水平:大肠埃希菌和普氏黄杆菌。A组和B组在α多样性检测中无明显差异性,而在表示遗传差异的β多样性有差异,提示两组肠道菌群结构存在差异,证实了ICU环境因素对于人体肠道菌群的塑造作用。B组中约翰逊乳杆菌、Butyricimonas virosa等益生菌种丰度较A组减少,趋近于零;而梭状芽孢杆菌等潜在致病菌丰度较A组增多,提示长期处于ICU环境易对健康产生负面影响。结论1.A组和B组肠道菌群结构均无严重紊乱,与研究对象临床表现相符合,A组肠道菌群中拟杆菌门与厚壁菌门比例高于B组。2.研究对象的肠道核心微生物组共包含19个OTU,门水平:拟杆菌门,科水平:瘤胃球菌科,属水平:多形杆状菌,种水平:大肠埃希菌和普氏黄杆菌。3.A组和B组间在α多样性检测中无明显差异,而在表示遗传差异的β多样性表现为有差异,虽不显著,但证实了ICU环境因素对于人体肠道菌群的塑造作用。4.B组中约翰逊乳杆菌、Butyricimonas virosa菌等益生菌种丰度较A组减少,梭状芽孢杆菌等潜在致病菌丰度较A组增多,提示长期处于ICU环境易对健康产生负面影响。
【学位授予单位】：大连医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R459.7
【图文】：
例样本肠道菌群序列丰度列表
例样本OTU统计
单个样本测得OTU比较
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