高龄合并妊娠期糖尿病孕妇肠道菌群的分布特点研究

发布时间：2020-08-25 01:18

【摘要】：研究背景及目的妊娠期糖尿病(GDM)是围产期常见的并发症,与早产、胎儿死亡、巨大儿、母婴远期2型糖尿病等多种不良结局相关,发病率有逐渐上升的趋势。GDM为一种妊娠期代谢性疾病,GDM孕妇表现出胰岛素分泌不足、胰岛素敏感性下降、糖代谢异常等病理生理改变。高龄是GDM的高危因素之一,高龄孕妇(AMA)发生GDM等代谢性疾病的几率显著升高。研究发现,肠道菌群及其代谢产物等的变化伴随或促进人体能量代谢的改变,肠道菌群失调与糖尿病、血脂异常等代谢性疾病密切相关。年龄与菌群的相互影响,可能是GDM发生与发展的影响因素之一。本研究旨在借助16S rRNA测序,研究GDM孕妇肠道菌群变化,尤其是高龄合并GDM孕妇的肠道菌群特点。研究方法1.妊娠期糖尿病患者肠道菌群变化采集在2017年12月到2018年8月期间,于南方医科大学附属南方医院产检孕妇的粪便标本,并收集相关临床资料,按OGTT结果分为GDM组和非糖尿病(non-GDM)组。提取粪便标本总DNA,16S rRNA扩增V4基因,通过Illumina平台测序,进行生物信息学分析与统计学处理,分析GDM组与non-GDM组肠道菌群特征与差异。2.妊娠期糖尿病患者中高龄孕妇肠道菌群变化将第一部分研究中GDM孕妇,按预产期时满35周岁为界,将其分为AMA组和NMA组,通过Illumina平台测序,进行生物信息学分析与统计学处理,分析两组肠道菌群的特征和差异。研究结果1.妊娠期糖尿病患者肠道菌群变化1.1 共纳入47例GDM患者和85例non-GDM孕妇,两组孕妇的年龄、孕产次、胎数、血压、血红蛋白、血脂等临床指标无统计学差异。GDM孕妇孕前BMI(P=0.022)及孕期增重(P0.001)高于non-GDM,并且GDM组超重、肥胖患病率高(P=0.004),差异有统计学意义,两组围产期BMI无统计学差异。1.2 GDM与non-GDM孕妇相比,与α多样性有关的指标如Shannon指数、Chaol指数、PD指数和observed OTUs值均无明显差异。加权和非加权的PCoA分析中两组患者均能在组内聚类,在组间显著区分,表明两组的β多样性上有显著差异(P0.05)。在门水平上,GDM孕妇肠道中的厚壁菌门比例显著降低,拟杆菌门、变形菌门比例显著升高。在属水平上Bacteroides、Prevotella、Faecalibacterium、、Megamonas、Lachnospira、Roseburia GDM妇肠道中的比例显著增加。LEFSe结果提示,GDM组富集了更多的变形菌门,而non-GDM富集了更多的厚壁菌门。厚壁菌门-梭菌纲-梭菌目-瘤胃菌科为non-GDM中的特征菌。变形菌门-Y变形菌纲-肠杆菌目-肠杆菌科为GDM组中的特征菌。特征菌中厚壁菌门与围产期HbA1c负相关,与围产期空腹血糖负相关,瘤胃菌科与围产期空腹血糖负相关,变形菌门与围产期空腹血糖正相关。2.妊娠期糖尿病患者中高龄孕妇肠道菌群变化2.1 GDM孕妇中,AMA孕妇23例,NMA孕妇24例。两组的基础情况指标如胎数、血压、血红蛋白水平、血脂差异无统计学意义,体重相关指标,如孕前BMI、产前BMI、孕期增重差异无统计学意义。2.2 AMA孕妇与正常年龄孕妇相比,Chao1指数、PD指数和observed OTUs等α多样性相关指标均显著降低(P0.5),非加权的PCoA分析能在组内聚类,在组间显著区分,表明两组的β多样性上有显著差异(P0.05)。在门水平上,AMA孕妇肠道中的厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门比例降低,放线菌门比例升高。LEFSe结果提示,δ-变形菌纲-脱硫弧菌科为AMA组特征菌,厚壁菌门、Y-变形菌纲为NMA组特征菌。特征菌中脱硫菌属与围产期HbA1c负相关,颤螺旋菌属与围产期HbA1c负相关。研究结论GDM组与non-GDM组肠道菌群β多样性存在统计学差异,整体结构不一致,糖尿病组中厚壁菌门丰度降低,拟杆菌门、变形菌门丰度升高,特征菌为富集于变形菌门。妊娠期糖尿病的发生、发展伴随肠道菌群变化。GDM患者中,AMA肠道菌群丰度降低,与NMA肠道菌群的β多样性存在统计学差异,整体结构不一致,其厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门丰度降低,梭杆菌门丰度升高,特征菌富集于δ变形菌纲。年龄因素通过影响肠道菌群的组成,在疾病的发生、发展中起着一定作用。孕妇的肠道菌群特征分析可作为潜在的筛查手段及治疗靶点。
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R714.256
【图文】：

曲线,曲线,序列数,测序

并间接反映所检测样本中物种的丰富程度，当曲线趋向平坦时，提逡逑示更多的数据量只会产生少量新的物种，测序数据量渐进合理。以组为单位绘逡逑制Ｃｈａｏｌ邋（图１－１）和Ｏｂｓｅｒｖｅｄ邋ＯＴＵｓ邋（图１－２）两种曲线，序列数目２０００左右逡逑出现拐点，X椉硬庑蛏疃龋咔饔谄交海锏狡教ㄆ冢毙蛄惺铮保矗埃埃疤蹂义鲜本锏阶畲蟛庑蛏疃取Ｆ教ㄆ诘某鱿痔崾炯绦黾有蛄惺仓荒芊⑾稚倭烤义先骸Ｋ得髁阶檠静庑蛏疃瘸浞帧⒑侠恚哺蔷蠖嗍镂镏郑觳庋峰义衔镏址岣怀潭茸阋月愫笮难绣常绦黾硬庑蚴浚桓谋淠壳凹觳饨峁ｅ义稀鲥澹牵模湾义希咤澹睿铮睿牵模湾义希保担埃板澹义希靛义希义希渝澹保埃埃板危卞錘逡逑0０邋２０００逦４０００逦６０００逦８０００逦１００００逦１２０００逦１４０００逡逑Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ邋Ｐｅｒ邋Ｓａｍｐｌｅ逡逑图１－１邋Ｃｈａｏｌ稀释曲线逡逑Ｆｉｇｕｒｅｌ－１邋Ｃｈａｏｌ邋ｒａｒｅｆａｃｔｉｏｎ邋ｍｅａｓｕｒｅ逡逑１３逡逑

曲线,曲线,拟杆菌,相对丰度

８７个科，２３０个属。发现ＧＤＭ组与ｎｏｎ－ＧＤＭ在门水平的菌群组成逡逑差异不大，门水平相对丰度排在前三位均为：厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门，逡逑它们构成超过９５％邋（９５．４％邋ｖｓ９７．２％）的序列（表１－６、图１－３）。厚壁菌门、拟杆逡逑菌门、变形菌门，它们构成超过９５％邋（９５．４％邋ｖｓ９７．２％）的序列。但相当于逡逑ｎｏｎ－ＧＤＭ，邋ＧＤＭ组中厚壁菌门比例更低（５０．４％邋ｖｓ邋６０．６％），拟杆菌门（３６．１％逡逑ｖｓ邋３２．３％）、变形菌门（８．９％邋ｖｓ邋４．３％）比例更高。逡逑表１－６邋ＧＤＭ组与ｎｏｎ－ＧＤＭ组菌群门水平相对丰度组成情况逡逑Ｔａｂｌｅ邋＼－６邋Ｒｅｌａｔｉｖｅ邋ａｂｕｎｄａｎｃｅ邋ｏｆ邋ｍａｉｎ邋ｂａｃｔｅｒｉａｌ邋ｔａｘｏｎ邋ｏｎ邋ｐｈｙｌｕｍ邋ｌｅｖｅｌ逡逑ＧＤＭ％邋ｎｏｎ－ＧＤＭ％逡逑Ｆｉｒｍｉｃｕｔｅｓ逦５０．４逦６０．６逡逑Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｔｅｓ逦３６．１逦３２．３逡逑Ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ逦８．９逦４．３逡逑Ａｃｔｉｎｏｂａｃ邋ｔｅｒｉａ逦１．４逦１．１逡逑Ｖｅｒｒｕｃｏｍｉｃｒｏｂｉａ逦１．４逦１．１逡逑ｏｔｈｅｒｓ逦１．８逦０．６逡逑１４逡逑

多样性,秩和检验,指数

ｆ３逦？．？■0？？．＞？？0■．■§ｘｊａｍ＞ｙ？ｍｉ．＞？？ｉ．Ｏ？ｍ？＇．＊？＞＊＊ｉｉ？ｉ．＞ｉｏ？ｊｊ逡逑图１－４邋ＧＤＭ与ｎｏｎ－ＧＤＭ组菌群属水平堆积图展示逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－４邋Ｓｔａｃｋｅｄ邋ｂａｒ邋ｏｆ邋ｂａｃｔｅｒｉａ邋ｏｎ邋ｇｅｎｕｓ邋ｌｅｖｅｌ逡逑３．２．３邋ＧＤＭ组与ｎｏｎ－ＧＤＭ肠道菌群ａ多样性分析逡逑ａ多样性主要反映样本的物种多样性，所用指标包括Ｃｈａｏｌ指数、ｏｂｓｅｒｖｅｄ逡逑ｓｐｅｃｉｅｓ、Ｓｈａｎｎｏｎ指数和ＰＤ指数等。由于ａ多样性分析所得数据并不满足正逡逑态分布，因而采用Ｋ个相关样品秩和检验（Ｆｒｉｅｄｍａｎ秩和检验）。逡逑其中Ｃｈａｏｌ指数是根据Ｃｈａｏｌ算法来估计样本中所含ＯＴＵ数目

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