浙江大學醫學院附屬*醫院傳染病診治國家重點實驗室、感染性疾病診治協同創新中心的科研人員在*期刊《自然》雜志在線發表題為《肝硬化中腸道菌群的改變》的論著(Article)。
該項研究成果收集了181個來自于中國人腸道菌群的樣本,用宏基因組學的研究方法,開展了肝硬化腸道菌群的深度測序及關聯分析研究,從中獲得269萬個非冗余的人體腸道微生物菌群的基因集,建立了世界上*肝病腸道菌群基因集,其中36.1%的基因為發現。
該研究同時闡明了糞便微生物群落及功能成分特征,從腸道菌群發生紊亂的角度揭示肝硬化發生發展的機制。發現肝硬化患者口腔菌移位至腸道,這在肝硬化發生發展中或許起了重要作用。同時,作者們發現了15個高特異性和靈敏性的微生物基因,建立了預測疾病的模型,今后不僅有助于肝硬化診斷,還能用于肝硬*效的評估,對中國及的肝病的衛生工作作出重要貢獻。
論文的通訊作者是傳染病診治國家重點實驗室主任及感染性疾病診治協同創新中心主任現人體微生物組協會主席李蘭娟院士。這是李院士的科研團隊20年微生態研究的結晶,是具有重大影響力的科研成果。共同通訊作者有浙大一院院長鄭樹森院士,前人體微生物組協會主席S. Dusko Ehrlich教授。論著的*作者為浙大一院傳染病診治國家重點實驗室及感染性疾病診治協同創新中心秦楠博士。
一、研究背景
我國有病毒性肝炎及脂肪性、酒精性、藥物性、免疫性肝病等患者逾一億。部分患者會經歷肝炎、肝硬化、肝癌“三部曲”。其中,肝硬化(Liver cirrhosis)是由急慢性肝損傷所致的進行性肝病,包括酗酒、過度肥胖及肝炎病毒感染。失代償期肝硬化預后較差,經常需要進行肝移植。肝臟通過肝門和膽汁分泌系統與腸道。腸道微生態失衡尤其是菌群移位及代謝產物通過腸粘膜屏障與肝硬化進展有關聯。然而,與肝硬化進展相關的腸道微生物的系統發育及功能成分的變化還不清楚。盡管有些研究表明腸道微生物的改變在終末期肝硬化并發癥中起重要作用(如自發細菌腹膜炎及肝性腦病),以及誘導早期肝臟疾病及促進肝損傷作用(如酒精性肝病及非酒精性脂肪肝病),腸道菌群與人肝臟病理之間的明確關聯仍未知。
二、研究方法及內容
該項研究歷時3年,收集了181個來自于中國人腸道菌群的樣本,其中98個中國肝硬化患者的糞便樣本及83個健康中國人志愿者的糞便樣本,研究通過采用了新一代高通量的illumina測序技術進行深度測序,產出近860Gb的堿基序列。經過序列組裝和基因注釋分析,從中獲得269萬個非冗余的人體腸道微生物菌群的基因集。
三、《自然》論著報道了科研重大發現,揭示了腸道菌與肝硬化的秘密
1、建立了世界上*個肝硬化腸道菌群基因集,包含269萬個基因,其中36.1%即97萬為發現的基因。通過與歐洲人、美國人及中國糖尿病三個基因集的比較,發現了肝病基因集中有79萬個*基因。
闡明了肝硬化腸道菌群的結構變化。在屬的水平上,肝硬化和健康人組中,擬桿菌屬均為主導菌屬,但是肝硬化組比健康人組含量明顯減少。韋榮球菌屬、鏈球菌屬、梭狀芽孢桿菌屬及普氏菌屬在肝硬化組中含量增多。在種的水平上,兩組中zui豐富的細菌均來自于擬桿菌屬。肝硬化組含量增加的zui多的20種,4個屬于鏈球菌屬,6個屬于韋榮球菌屬。
3、通過基因標記物的聚類分析,發現了28種細菌與肝硬化密切相關,其中多個細菌是肝硬化患者中發現,38種與健康人密切相關。在本研究構建的基因集中,有75,245個基因在肝硬化患者和健康人志愿者中呈現顯著差異,可以聚類到66個基因簇,該基因簇為肝硬化的生物標記物,其中在肝硬化患者中富集的是28個基因簇,健康志愿者中富集的是38個基因簇。在健康人中富集的一個基因簇是柔嫩梭菌,它具有抗炎性,還有一個基因簇是陪伴糞球菌,它可能通過產生丁酸鹽促進腸道健康。
4、發現肝硬化患者口腔菌侵入到腸道,而健康人中沒有此現象,可能對肝硬化發生發展產生重要影響。此研究是開展肝硬化腸道菌群微生物的關聯分析研究,從腸道菌群發生紊亂的角度揭示肝硬化發生發展的機制,確定了中國漢族人健康志愿者和肝硬化患者相關的腸道菌群的群落結構及功能成分特征。
5、發現了15個高特異性和靈敏性的微生物基因,建立了預測疾病的模型,今后不僅有助于肝硬化診斷,還能用于肝硬*效的評估。細菌標志物為治療肝硬化的微生態制劑研發提供了方向。
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