基于16s rRNAs高通量测序分析糖尿病足骨髓炎感染骨组织中的病原微生物

发布时间：2020-01-18 14:55

【摘要】：目的利用16s rRNA高通量测序技术分析糖尿病足骨髓炎(DFO)感染骨组织中病原微生物特点,为临床感染病原菌的鉴定及治疗提供快速、准确的方法。方法收取2016年9月~2017年4月于本科室住院的16例DFO患者清创术中获取的感染骨标本,分别利用16s rRNA高通量测序技术和血培养分析仪进行病原微生物的鉴定,分析16s rRNA测序结果中DFO的菌群特点,并与培养结果相比较。结果 16s rRNA测序显示DFO骨组织病原微生物多样性较大,分布较为均匀,共获得优势菌属20种,占所有菌属的87.00%,其中Prevotella是丰度最大的菌属。两种鉴定方法结果均显示DFO病原菌以革兰氏阴性菌为主。与培养法相比,16s rRNA测序阳性率较高(100%vs 88.24%),平均每个样本病原菌数较多(12.56 vs 1.50),革兰氏阴性菌所占的比例较高(67.16% vs 50.00%)。此外,16s rRNA测序结果覆盖了除Escherichia coli、Serratia marcescens及Enterobacter cloaca外的所有培养病原菌结果,甚至有高达13种菌属不存在于培养结果,其中Anaerococcus、Veillonella、Bacteroides、Fusobacterium、Porphyromonas、Finegoldia、Prevotella、Peptostreptococcus、Parvimonas、Peptoniphilus和Bulleidia均为专性厌氧菌或严格厌氧菌,而培养结果中并无厌氧菌的出现。但培养结果显示,DFO中多重耐药菌的比例高达58.33%。结论 16s rRNA高通量测序能较好展示DFO骨组织中菌群微生态的多样性及丰度特点。DFO骨组织病原微生物多样性大,分布均匀,但优势菌属分布离散,以革兰氏阴性菌为主。与培养法相比,16s rRNA测序对病原菌的鉴定简单而准确,尤其在对革兰氏阴性菌和厌氧菌鉴定方面有显著的优势,可快速而准确地指导DFO感染治疗。
【图文】：

NA测序法的阳性率高达100%（16/16）。培养法和16srRNA测序法在优势菌属种类数上的区别相差不大，分别为16种和20种，但后者平均每个样本优势菌属的种类数是前者的8倍以上（12.56种vs1.50种）。两种微生物鉴定方法结果均表明革兰氏阴性菌所占比例高于革兰氏阳性菌，，且16srRNA测序结果中革兰氏阴性菌所占比例高于培养法（67.16%vs50.00%），但差异无统计学意义（P>0.05）。培养结果中Staphylococcusaureus（12.50%）为最主要病原菌，其次为Enterococcusfaecalis、Streptococcusacidominimus、Escherichiacoli、Proteus图3菌属相对丰度堆叠图Fig.3Stackofrelativeabundancedominantgenera.Dd1Dd2Dd3Dd4Dd5Dd6Dd7Dd8Dd9Dd10Dd11Dd12Dd13Dd14Dd15Dd16Samples1.000.750.500.250.00ActinomycesBacteroidesPorphyromonasPrevotellaStaphylococcusStaphylococcusStreptococcusPeptostreptococcusDialisterVeillonellaAnaerococcusFinegoldiaParvimonasPeptoniphilusBulleidiaFusobacteriumCitrobacterKlebsiellaProteusHalomonasPseudomonasOthersdbunAanceDd1Dd10Dd11Dd12Dd13Dd14Dd15Dd16Dd2Dd3Dd4Dd5Dd6Dd7Dd8Dd930020010000100002000030000SequenceperSampleSamples图1OUT稀释曲线Fig.1RarefactioncurveofOTU.0100200300OTUrankelativeRdbunance1.00.10.010.0010.0001GroupDd1Dd2Dd3Dd4Dd5Dd6Dd7Dd8Dd9Dd10Dd11Dd12Dd13Dd14Dd15Dd16图2Rankabundance曲线Fig.2RankabundancecurveofOTU.http://www.j-smu.comJSouthMedUniv,2017,37(11):1448-1455·1451·

Dd15Dd16Samples1.000.750.500.250.00ActinomycesBacteroidesPorphyromonasPrevotellaStaphylococcusStaphylococcusStreptococcusPeptostreptococcusDialisterVeillonellaAnaerococcusFinegoldiaParvimonasPeptoniphilusBulleidiaFusobacteriumCitrobacterKlebsiellaProteusHalomonasPseudomonasOthersdbunAanceDd1Dd10Dd11Dd12Dd13Dd14Dd15Dd16Dd2Dd3Dd4Dd5Dd6Dd7Dd8Dd930020010000100002000030000SequenceperSampleSamples图1OUT稀释曲线Fig.1RarefactioncurveofOTU.0100200300OTUrankelativeRdbunance1.00.10.010.0010.0001GroupDd1Dd2Dd3Dd4Dd5Dd6Dd7Dd8Dd9Dd10Dd11Dd12Dd13Dd14Dd15Dd16图2Rankabundance曲线Fig.2RankabundancecurveofOTU.http://www.j-smu.comJSouthMedUniv,2017,37(11):1448-1455·1451·

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本文编号：2570881