母-婴口腔微生物群落结构相关性研究

发布时间：2020-06-02 01:29

【摘要】：人类微生物群落不仅能与宿主相互作用,而且还可影响宿主健康和疾病状态。在某些情况下,微生物群落结构的改变会对宿主产生负面影响。已有研究表明,母体微生物群落与不良妊娠结局和新生儿疾病之间存在一定的相关性。母体微生物组被认为是新生儿初始微生物组定植的关键因素,新生儿微生物组的最初发展在很大程度上受母体影响。因此,微生物群落在孕产妇和儿童健康中的作用越来越受到关注,深入研究母-婴微生物组之间的相关性尤为重要。随着新一代测序技术的发展,健康足月孕妇胎盘中检测出微生物群,表明胎儿所处环境并非无菌。在人类胎盘微生物的研究中发现,胎盘微生物组为口腔常见的共生菌种。同样地,在孕妇羊水也检测到口腔微生物的存在。以上研究结果均提示羊水、胎盘微生物与口腔微生物之间存在一定的相关性,表明新生儿初始菌群在出生之前已经建立并与母体微生物密切相关。虽然以往的研究指出胎盘微生物与口腔微生物间存在一定的相似性,但其研究数据是基于胎盘微生物组与非妊娠受试者口腔微生物进行比较得出的,其结论存在一定的局限性。因此,本研究旨在通过对同一妊娠妇女口腔-胎盘-羊水-新生儿口腔采样及微生物群落结构的分析,探究母体口腔微生物与新生儿口腔菌群之间的相关性,对进一步研究新生儿口腔初始菌群来源以及母-婴口腔微生物传输通路奠定理论基础。目的1.分析妊娠期母体口腔、羊水、胎盘以及新生儿口腔的微生物群落结构;2.研究母体口腔与新生儿口腔的微生物群落结构之间的相关性。方法在患者知情同意下,利用Illumina MiSeq平台,以健康足月妊娠妇女为研究对象,采集母体口腔、羊水、胎盘以及新生儿口腔的样本,基于16S rRNA V3-V4区进行高通量测序,分析母体口腔、羊水、胎盘以及新生儿口腔微生物群落的多样性和菌种组成,探究母-婴口腔微生物群落结构的相关性。结果1.Venn图结果示:四组样本中独有OTUs分别是NO(117)、MO(80)、AF(146)和PL(142),分别占总OTUs的6.45%,4.41%,8.04%,7.82%。此外,四组有635个共有OTUs,约50%的OTUs在所有分组中均可检测到。2.分组样本微生物结构Alpha多样性分析结果示:Chao1指数表明MO组与NO组之间无明显差异并且PL组微生物群落中细菌含量最丰富。Shannon指数表明,在NO、MO、AF、PL组中微生物群落的细菌种类无差异。3.分组样本微生物结构Beta多样性分析结果示:PCoA图中除了PL组外,NO、MO、AF组中的细菌Beta多样性基本相同。分组样本在四个象限中没有完全分离,并且存在少量样本的重叠,表明四组样本的结构有一定的相似性。4.分组样本门水平菌种分析结果示:Proteobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes、Actinobacteria为四组的优势菌门。其中,MO组与NO组之间有6个门相对丰度存在相似性。5.分组样本属水平菌种分析结果示:Sediminibacterium、Streptococcus、Haemophilus、Prevotella、Sphingomonas、Neisseria、Fusobacterium为四组优势菌属。其中,MO组与NO组之间有15个属相对丰度存在相似性。6.基于菌群结构的相异度分析结果示:四组之间的微生物群落结构差异不显著,其中NO组和AF组两组间的群落结构更为相似。结论该研究表明新生儿口腔菌群的建立与母体微生物组之间存在一定的联系,尤其是母体口腔菌群可穿过胎盘、到达羊水并最终部分定植于新生儿口腔,参与新生儿口腔初始菌群的建立。
【图文】：

路线图,实验技术,路线图,序列

2.2.4 数据分析实验过程以及数据分析流程见图1,详细步骤如下：图2-2-4 实验技术路线图Figure 2-2-4 Experimental technology roadmap（1）数据拆分、拼接和过滤首先，根据barcode信息对测序获得的数据进行拆分；其次，根据双端序列的overlap关系将序列拼接为长的tag；最后，将序列上的barcode和引物序列去除。为了保证测序结果的可靠性，需要去除质量低的序列。去除的标准：1）去除截短后长度＜100bp的序列；2）去除截短后N（不确定的模糊碱基）含量＞5%的序列；3）去除嵌合体序列。本过程采用FLASH[118]（v1.2.8）对双端序列进行拼接，嵌合体序列采用Vsearch[119]（v2.3.4）软件过滤。最后，采用fqtrim(V 0.94)软件分析得到高质量的clean data。（2）OTU聚类分析①根据引物序列对V3-V4区进行PCR扩增；②相似性序列（序列相似度＞97%）聚类为OTU（操作分类单元），每个OTU对应于一条不同的16S rRNA序列。通过Vsearch对序列进行聚类

曲线,聚类分析,样本,菌种

图 3-2 样本分组中的 OTU 聚类分析。（a）分组样本的 Venn 图。（b）共有 OTUs 相对丰度差异性。（c）共有 OTUs 的旭日图。Figure 3-2 OTU cluster analysis in the sample grouping. (a) Venn diagram of the grouped samples.(b) Differences in relative abundance of common OTUs. (c) Pin chart of the common OTUs.3.3 样本微生物群落结构多样性分析3.3.1 分组样本微生物群落结构 Alpha 多样性Alpha 多样性为反映菌种丰富度和均匀度的指标，，用于评估微生物群落中菌种丰富度。Chao1 指数和 Observed species 指数主要反映样品中 OTU（菌种）种类的数目，Shannon 和 Simpson 指数反映样品中菌种种类的数目以及样品中不同种类的菌种丰度的平均性或均匀性。通过稀释曲线，比较相同的测序深度下分组样本中 OTU 的数目，从而去衡量样本多样性的高低[160]。当曲线趋向平坦时，说
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R780.2

【相似文献】