糖尿病性膀胱功能障碍基于16S rRNA基因高通量测序技术的尿液菌群失调研究

发布时间：2020-06-15 13:14

【摘要】：背景微生物与人类的疾病和健康息息相关。“健康人的尿液无菌”的传统观点随着新技术的出现而被打破,有大量的研究结果表明尿液菌群的变化可能与下尿路症状(lower urinary tract symptoms,LUTS)有关。糖尿病性膀胱功能障碍(diabetic Bladder Dysfunction,DBD)是最常见的糖尿病相关的下尿路并发症之一。目前DBD的发病原因仍未明确,总体治疗效果不佳。本研究旨在挖掘DBD患者和正常人尿液菌群的差异,从中寻找DBD潜在的菌属标志物,探讨尿液菌群变化与DBD之间的联系。方法1.研究对象2017年6月至2017年11月间在南方医院内分泌代谢科诊断为2型糖尿病的中老年女性患者纳入为DM组(32人),南方医院体检中心健康志愿者纳入为对照组(26人)。2.数据采集收集所有参与者的人口学特征(年龄、体重等)、临床特征(高血压、糖尿病肾病等)和生化指标(糖化血红蛋白、血肌酐等)。所有参与者均要求填写国际前列腺症状评分(International Prostate Symptom Score,JIPSS)。3.尿液DNA提取、扩增及测序留取所有参与者清洁中段尿标本(约50ml),使用BiOstic Bacteremia DNA Isolation试剂盒提取DNA并针对细菌16S rRNA基因的V3-V4区进行扩增,最后基于Illumina MiSeq平台进行测序。4.生物信息学分析测序数据导入QIIME并聚类成操作分类单位。基于操作分类单位的物种聚类结果,进行尿液菌群的α和β多样性分析。利用Linear discriminant analysis effect size(LEfSe)在线工具鉴别在属水平上显著差异的细菌。5.统计学方法计量资料采用Mann-Whitney U检验或f检验进行比较,计数资料采用Pearson卡方检验或Fisher确切概率法进行比较,双变量相关性分析使用Pearson相关性分析。P0.05认为差异有统计学意义。结果DM组的IPSS总得分、储尿期症状得分、排尿期症状得分均显著高于对照组(P均0.05)。DM组和对照组尿液菌群的α多样性差异无统计学意义。主成分分析三维图显示,DM组和对照组样本分别聚类成两个不同区域,提示两组间尿液菌群结构存在显著性差异(β多样性)。LEfSe分析提示,大肠埃希-志贺菌属(Escherichia-Shiglla)和克雷伯菌属(Kebbsiella)等10个菌属的相对丰度在DM组中升高。不解糖嗜膝菌属(Peptoniphilus)和Solitalea等7个菌属在对照组中升高。除了糖化血红蛋白(glycatedhemoglobin,GHb)外,中到重度LUTS组(HS组,总IPSS7)与轻度LUTS组(LS组,总IPSSS7)在人口学及临床特征上差异无统计学意义。HS组尿液菌群的Observed Species、Chao 1指数和ACE指数均显著低于对照组。主成分分析的三维图显示,HS组和LS组尿液菌群的β多样性差异有统计学意义。LEfSe分析提示,属水平上大肠埃希-志贺菌属(Esrcherichia-Shigella)和弯曲杆菌属(Campylobacter)等3 个菌属在HS组中升高。普雷沃菌属(Prevotella)和小杆菌属(Dialister)等16个菌属在LS组中显著升高。由于LS组和HS组之间的GHb存在显着差异,进一步将DM组中血糖控制良好的患者(LH组,GHb≤7%)与血糖控制欠佳的患者(HH组,GHb7)分成两个亚组进行尿液菌群特征分析。HH组尿液菌群的香农指数显著低于LH组,辛普森指数显著高于LH组。主成分分析的三维图显示,HH组和LH组尿液菌群的β多样性差异有统计学意义。LEfSe分析提示,属水平上大肠埃希-志贺菌属(Escherichia-Shigella)和乳酸杆菌属(Lactobacillus)在HH组中升高。普雷沃菌属(Prevotella)和弯曲杆菌属(Campylobacter)等10个菌属在LH组中显著升高。另外,双变量相关性分析发现GHb与IPSS总得分呈正相关。结论DM组与对照组、HS组与LS组以及HH组与LH组的尿液菌群结构存在明显差异。某些菌群的变化可能与DBD发病有关。糖尿病患者LUTS的严重程度与血糖水平有关,尿液菌群的改变可能是高血糖推动DM患者LUTS的发展的原因之一。
【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】：R587.2;R694.5
【图文】：

３．２．２邋ａ多样性逡逑各样品的ａ多样性指数详见表３－２．ＤＭ组和对照组之间的ａ多样性比较详见逡逑表邋３－３邋和图邋３－２．两组的邋Ｏｂｓｅｒｖｅｄ邋Ｓｐｅｃｉｅｓ邋［８８邋（邋１１，邋２４５）邋ｖｓ．邋１３５邋（１５，邋２５８）邋？邋Ｐ邋＝逡逑０．１６６］；邋Ｃｈａｏ邋１邋指数［１０３．６０邋（１４．００，邋２７２．００）邋ｖｓ．邋１４９．５０邋（２９．００，邋３３９．００），Ｐ邋＝逡逑０．１０７］；邋ＡＣＥ邋指数［１０４．３０邋（１６．５０，４１６．７０）邋ｖｓ．邋１４６．１０邋（４０．７０，４２８．６０），尸＝０＿０７７］；逡逑香农指数［１．７０邋（０．０４，３．４８）邋ｖｓ．邋１．７８邋（０．０１，３．５４），尸＝邋０．５５２］和辛普森指数［０．３１逡逑（０．０６，０．９９）邋ｖｓ．邋０．３８邋（０．０７，１．００），尸＝邋０．３８１］差异无统计学意义，表明了与对逡逑２２逡逑

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