基于高通量测序技术探讨冠心病患者的肠道菌群变化及其相关性

发布时间：2020-03-28 23:20

【摘要】：背景随着生活水平的提高和生活方式的改变,冠心病的发病率、患病率逐年升高,而且年轻化趋势明显,接受治疗的患者人数也持续增加。面对众多的冠心病患者,目前人们更关注疾病的治疗,对于发病前的预防及发病后的控制重视不够,导致疾病的进一步发生发展,造成社会、国家、家庭、个人的负担,因此预防和控制冠心病意义重大。然而冠心病的具体发病机制尚不清楚,但多数学者研究冠心病的危险因素,危险因素分为不可控制(高龄、性别)和可控制(高血压、糖尿病、吸烟、肥胖症、血脂异常)的。近年来,有研究表明肠道菌群与动脉粥样硬化、心肌梗死、血压、血脂、血糖、维生素的合成等有关,其动脉粥样硬化、血压、血脂、血糖等是冠心病的危险因素,故本文探讨肠道菌群与冠心病关系,同时探讨肠道菌群与冠心病的危险因素的相关性,用以探讨肠道微生物群可能通过的危险因素的代谢通路而导致冠心病的发生发展。目的基于高通量测序技术探讨冠心病患者的肠道菌群变化及其相关性。方法选取2016年7月至2017年6月新乡医学院第一附属医院心血管内科及重症心脏监护室收治的经心电图、心肌酶学标志物、冠状动脉造影检查并结合临床表现确诊的冠心病住院患者62例,男性38例,女性24例,年龄29-75岁,平均(54.67±9.45)岁,根据Gensini评分标准将冠心病受试者分为低度组(30例)、中重度组(32例)。选取同期与我院体检的健康者60例作为对照组,其中男性35例,女性25例,年龄28-72岁,平均(53.71±7.25)岁。所有受试者均排除标准如下:(1)胃肠道手术史或器质性疾病史。(2)酗酒史、糖尿病及其他影响肠道菌群的疾病。(3)全身或局部未控制的炎症。对照组受试者于体检当天、CHD组受试者均于入院次日清晨空腹抽取肘静脉血送至检验科测定血同型半胱氨酸、血脂、叶酸、维生素B12的水平及测量血压。经研究对象同意后,收集CHD组及对照组受试者的粪便标本,采集受试者的新鲜粪便约5g于无菌冷冻试管中,封口后于1h内送至心脏病重点实验室中,称取2.0g粪便,余置于-80℃超低温冰箱内保存。提取DNA,检测DNA浓度,行荧光定量PCR,后外包至苏州金唯智科技有限公司行肠道微生物高通量测序,检测肠道菌群的变化。CHD组受试者与对照组受试者在年龄、性别、血脂、身高、体重、体重指数、空腹血糖、饮食情况比较差异无统计学意义(P0.05),具有可比性。结果1.冠心病组与对照组的肠道菌群在门水平上的比较在门水平上,冠心病组及对照组中均含有拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、梭杆菌门(Fusobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、广古菌门(Euryarchaeota)等6个菌门。与对照组相比,冠心病组肠道微生物菌群含软壁菌门(Tenericutes)、互养菌门(Synergistetes),在门水平上结构和构成成分发生了显著的改变,但拟杆菌门、厚壁菌门仍是优势菌门。2.冠心病各组的肠道菌群在门水平上的比较与冠心病轻度组相比,冠心病中重度组拟杆菌门、梭杆菌门、放线菌门丰度明显下降,厚壁菌门、变形菌门丰度明显升高,其差异有统计学意义;说明随着冠状动脉狭窄程度的增加冠心病组的肠道菌群的丰度进一步改变。3.冠心病组与对照组的肠道菌群在属水平上的比较在属水平上对冠心病组与对照组的肠道菌群进行比较分析,共获的99个不同菌属。其中,冠心病组种属丰度较高的菌属依次是:Bacteroides(25.76%)、Faecalibacterium(7.86%)、Megamonas(5.38%)、Alistipes(4.22%)、Escherichia-Shigella(4.05%)、Fusobacterium(3.72%)、Parabacteroides(3.46%)、Roseburia(2.51%)、Prevotella_9(2.38%)、Bifidobacterium(0.92%)、Klebsiella(0.84%);对照组种属丰度较高的菌属依次是:Bacteroides(50.12%)、Fusobacterium(3.721%)、Megasphaera(0.14%)、Roseburia(4.07%)、Faecalibacterium(3.5%)、Prevotella_9(3.34%)、Phascolarctobacterium(3.32%)、Bifidobacterium(2.07%)、Alistipes(2.04%)、Klebsiella(1.98%)、Parabacteroides(1.04%)、Escherichia-Shigella(0.23%)、Fusobacterium(0.022%)。冠心病组及对照组所有样本所获得的99种菌属进行物种统计学差异分析,冠心病组有新的菌属出现,且各菌属的结构比例也发生了改变。冠心病组Faecalibacterium、Alistipes、Escherichia-Shigella、Fusobacterium的丰度增加,Bacteroides、Megasphaera、Roseburia、Prevotella_9、Bifidobacterium丰度下降,差异有统计学意义。Citrobacter、Weissella、Succinivibrio、Ruminiclostridium、Eisenbergiella、Enterococcus等为冠心病组新出现的菌属。4.冠心病各组的肠道菌群在属水平上的比较冠心病两组相比,Bacteroides、Roseburia、Prevotella-9、Fusobacterium、Parabacteroides、Bifidobacterium、Klebsiella、Ruminococcus-2的丰度降低;Faecalibacterium、Alistipes、coprostanoligenes_group、Subdoligranulum、Dialister、Phascolarctobacterium的丰度升高,差异有统计学意义。Escherichia-Shigella、Megasphaera的丰度无统计学差异。5.冠心病组与对照组的血压、Hcy、叶酸、维生素B12水平的比较与对照组相比,冠心病组的血压、Hcy水平升高、叶酸、维生素B12水平下降,差异有统计学意义。6.冠心病各组的血压、Hcy、叶酸、维生素B12水平的比较与对照组相比,冠心病低度组的血压、Hcy水平升高、叶酸、维生素B12水平下降,差异有统计学意义。与对照组及冠心病低度组相比,冠心病中重度组的血压、Hcy水平升高、叶酸、维生素B12水平下降,差异有统计学意义。7.冠心病组的拟杆菌门、厚壁菌门、罗氏菌属、普氏菌属、梭菌属、双歧杆菌属与血压、血同型半胱氨酸、叶酸、维生素B12的相关性7.冠心病组拟杆菌门、厚壁菌门、Bacteroides、Faecalibacterium、罗氏菌属、普氏菌属、双歧杆菌属与血压、血同型半胱氨酸、叶酸、维生素B12的相关性冠心病组叶酸、维生素B12与Hcy呈负相关(r=-0.332、-0.378,P0.05);冠心病组叶酸、维生素B12与双歧杆菌属呈正相关(r=0.352、0.257,P0.05);冠心病组叶酸、维生素B12与血压呈负相关(r=-0.373、-0.401,P0.05);冠心病组Hcy与血压呈正相关(r=0.476,P0.05);拟杆菌门、罗氏菌属、双歧杆菌属与血压呈负相关(r=-0.247、-0.041、-0.387,P0.05),厚壁菌门、普氏菌属与血压呈正相关(r=0.455、0.386,P0.05)结论1.冠心病患者存在肠道菌群结构的改变,提示肠道菌群参与冠心病的发生发展。2.肠道菌群失调导致F/B比值升高,叶酸、维生素B12等的合成代谢紊乱,进而影响血同型半胱氨酸、血压等的代谢通路而导致动脉粥样硬化及冠心病的发生发展,并为进一步研究益生菌对冠心病的作用提供了理论支持。
【图文】：

冠心病,肠道菌群,对照组,丰度

cteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）、梭杆sobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、广古菌门（Euryarchaeota）等与对照组相比，冠心病组肠道微生物菌群含软壁菌门（Tenericutes）、互养nergistetes），在门水平上结构和构成成分发生了显著的改变，但拟杆菌门门仍是优势菌门。表 2 冠心病组与对照组的肠道菌群在门水平上的比较拟杆菌门（％）厚壁菌门（％）变形菌门（％）梭杆菌门（％）放线菌门（％）软壁菌门（％）互养菌门（％）61.18±14.31 31.83±8.34 4.85±1.24 0.022±0.004 2.11±0.68 0 0 39.78±10.23 48.34±6.57 7.43±1.06 3.72±1.15 1.30±0.34 0.09±0.012 0.04±0.0087 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 立样本 t 检验。冠心病组与对照组相比，P＜0.05.

比较图,肠道菌群,冠心病,丰度

图 2：冠心病各组的肠道菌群在门水平上的丰度组与对照组的肠道菌群在属水平上的比较图 3，在属水平上对冠心病组与对照组的肠道菌群进行比较分属。其中，，冠心病组种属丰度较高的菌属依次是：Bacteroideserium（7.86％）、Megamona（s5.38％）、Alistipe（s4.22％）、EscheriFusobacterium （3.72％）、Parabacteroides（3.46％）、Rosebur9（2.38％）、Bifidobacterium（0.92％）、Klebsiella（0.84％）的菌属依次是：Bacteroides（50.12％）、Fusobacterium（ 3ra（0.14％）、Roseburia（4.07％）、Faecalibacterium（3.5％）、、Phascolarctobacterium（3.32％）、Bifidobacterium （2.07％）、Klebsiella（1.98％）、Parabacteroides（1.04％）、Escheri
【学位授予单位】：新乡医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R541.4

【参考文献】