基于临床病例的2型糖尿病与肠道核心菌群相关性分析

发布时间：2018-03-28 04:27

本文选题：T2DM　切入点：肠道菌群　出处：《中央民族大学》2017年硕士论文

【摘要】：Ⅱ型糖尿病(Type 2 Diabetes,T2DM)是严重影响人类健康的一种代谢性疾病,研究显示作为人体"第二基因组"的肠道菌群与T2DM有非常重要的联系。本研究探讨T2DM患者和正常人群肠道菌群种类、丰度和结构差异,在矫正肠道菌群相关影响因素后,分析肠道菌群变化与T2DM的相关性,并筛选与疾病独立相关的生物标志物。本研究根据纳入和排除标准收集了 133例临床粪便样本(健康样本78例,T2DM病例样本55例),在对粪便样本微生物基因组进行提取和建库的基础上,以肠道微生物全基因组DNA为模板,扩增16srRNA基因,应用Hiseq2500对16s rRNA基因的V3+V4区进行高通量测序,下机数据用Usearch、QIIME等生物信息分析软件进行数据的拼接过滤,物种注释和分类学分析。利用R语言数据包对分类单位(OTUs),物种多样性,样品α多样性指数,样品β多样性指数进行分析,比较正常组与T2DM组的菌群差异,比较两组间的丰度差异以及进行矫正因素后biomarker的筛选。结果显示133例样品初始数据共包含25,375,243条PE-reads,过滤后得到17,371,759条reads,最少reads数60,381,最大reads数193,482。从门分类水平上Firmicutes、Bacteroidetes、proteoK_Bacteria、Actinok_Bacteria 是两组样本的主要核心物种;纲分类水平下:Bacteroidia、Clostridia、Gammaproteo、Negativicutes、Actino、Bacilli和Betaproteo是两组样本的主要物种;目分类水平下 Bacteroidales、Clostridiales、EnteroK_Bacteriales、Selenomonadales、Lactobacillales、BifidoK_Bacteriales 和 Burkholderiales 是两组样本的主要核心物种;科分类水平下:Bacteroidaceae、Lachnospiraceae、Ruminococcaceae、Prevotellaceae、EnteroK_Bacteriaceae、Veillonellaceae、Lactobacillaceae、BifidoK_Bacteriaceae、Porphyromonadaceae、EuK_Bacteriaceae和Rikenellaceae是两组样本的主要核心物种;属分类水平下Lachnospiracea_incertae_sedis、Faecalibacterium、Escherichia/Shigella、Clostridium_X1Va、Ruminococcus、Gemmiger、Klebsiella、Megamonas、Blautia、Eubacterium、Clostridium_Ⅳ、Megasphaera、Roseburia、Dialister和Oscillibacter是两组样本的主要核心物种。在两组比较中,属水平上,正常组Bacteroides、Prevotella、Faecalibacterium、Lachnospiacea_incertae_sedis、Clostridium_X1Va高于 T2DM组,T2DM 组在 Escherichia/Shigella、Bifidobacterium、Ruminococcus、Gemmiger、Megasphaera、Lactobacillus 高于正常组。两组 Alpha 多样性指标差异并不显著,而Beta多样性在组间具有显著差异。在统计学筛查和biomarker的筛选中得到了两组在2个门3个纲6个目7个科14个属的相对丰度有显著差异,本研究筛选出了鉴别两组差异的生物标志物,97%相似度OTU水平下,正常组的生物标志物包括:Bifidobacterium、BifidoK_Bacteriales、BifidoK_Bacteriales、Laceyella、Thermoactinomycetaceae、Bacillales、Lactobacillales、Lactobacillales、Cupriavidus、Pelagicoccus、Puniceicoccales、Puniceicoccaceae;T2DM 组的生物标志物包括:Bacteroidetes、Bacteroidaceae、Bacteroidales、Vagococcus、Clostridium_X1Va、Lachnospiracea_incertae_sedis、Rhizobiaceae、Roseburia、Rhizobium、Clostridium_ⅩⅧ 和 Megamonas。在此基础上,为了排除年龄、性别、其他疾病等因素的干扰,我们对菌群有影响的各环境变量进行了因素矫正,最终得到了与血糖独立相关的11个 OTUs:OTU1001、OTU1104、OTU13、OTU140、OTU2488、OTU25、OTU381、OTU415、OTU4585、OTU541、OTU736 和 OTU9。根据 OTU 注释信息,我们发现T2DM患者的肠道菌群和正常人群的肠道菌群在组成成分和核心菌群上都有不同,T2DM组明显的显示出生态失调的特点。特别是双歧杆菌(Bifidobacterium)在T2DM组中表达更高,与之前的研究结果有所不同。双歧杆菌作为一种有益菌高表达的出现在T2DM组中,值得我们进行进一步的探究和分析。本研究更精确的证实了肠道菌群与T2DM的相关性,为人体肠道微生物群作为T2DM的新的诊断和治疗工具的发展提供启示和基础。
[Abstract]:In this study , we collected 133 samples of intestinal flora ( 78 cases of healthy samples and 55 cases of T2DM ) by using Hiseq2500 . There were significant differences between the two groups in the two groups . In the two groups , there were significant differences between the two groups . On the basis of OTU annotation information , we found that the intestinal flora of patients with T2DM and intestinal flora of normal population were different from those in T2DM group .

【学位授予单位】：中央民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R587.1

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