【摘要】：研究背景缺血性腦卒中(ischemic stroke)是最常見的腦血管病類型,我國腦卒中亞型中,近70%為缺血性腦卒中。其高發(fā)病率、高復(fù)發(fā)率、高致殘率、高致死率嚴重影響著人民的健康與生活。缺血性腦卒中相關(guān)危險因素眾多,近年來研究表明腸道菌群可能是一類新的危險因子。目前相關(guān)研究表明腸道菌群可通過細菌代謝產(chǎn)物或免疫機制影響缺血性卒中的發(fā)生發(fā)展。先前的臨床研究表明大動脈粥樣硬化性缺血性腦卒中/短暫性腦缺血發(fā)作患者腸道菌群出現(xiàn)顯著紊亂且腸道菌群紊亂程度和卒中嚴重程度相關(guān)。然而,目前關(guān)于急性缺血性腦卒中患者的腸道菌群研究有限,結(jié)果是否具有可重復(fù)性尚不得而知;急性缺血性腦卒中后紊亂的腸道菌群能否恢復(fù)以及何時恢復(fù)也不明。此外,缺血性腦卒中患者腸道菌群改變是否導(dǎo)致腸道菌群相關(guān)功能改變也無相關(guān)研究。研究目的及意義本研究擬通過16SrRNA基因測序的方法研究缺血性腦卒中患者的腸道菌群特征及恢復(fù)情況。進一步通過PICRUSt(Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States)菌群功能預(yù)測的方法評估缺血性腦卒中患者腸道菌群的功能。其意義在于探明缺血性腦卒中患者腸道菌群紊亂的變化特征及評估其腸道菌群改變導(dǎo)致的潛在功能改變。研究方法納入非心源性急性缺血性腦卒中患者28例,隨后多次采集患者的糞便樣本并根據(jù)發(fā)病時間到標本采集時間的間隔長短分為四個組,分別表示為T1(1-4天),T2(5-7天),T3(8-20天),T4(29-119天)。同時納入28例健康體檢者作為對照,采集他們的一次糞便樣本和臨床檢驗指標作。通過提取糞便樣本中總細菌DNA進行PCR擴增后進行Illumina測序。獲取相關(guān)基因測序信息后在QIIME平臺上完成微生物信息學相關(guān)分析和PICRUSt菌群功能預(yù)測分析。研究結(jié)果研究結(jié)果顯示,和健康對照組(HC)相比,急性缺血性腦卒中患者(AIS)腸道菌群譜系演化差異增加(P=0.002),腸道菌群整體結(jié)構(gòu)顯著改變(P0.001);主要表現(xiàn)為機會致病菌如腸桿菌科、慢生根瘤菌科和梭菌科等顯著增加,腸道常駐菌或有益菌如擬桿菌屬、普氏菌屬及梭桿菌屬等顯著降低。不管是在菌群多樣性還是整體結(jié)構(gòu)方面,T1、T2、T3三組之間的腸道菌群都無顯著差異,表明腦梗死后紊亂的腸道菌群特征在3周之內(nèi)無顯著改變。T4組患者腸道菌群多樣性顯著降低,T4組腸道菌群在構(gòu)成上與健康對照組相似但仍有顯著統(tǒng)計學差異(P0.001)。表明腦梗死患者在4周后開始恢復(fù),但未能完全恢復(fù)。PICRUSt菌群功能預(yù)測結(jié)果顯示,在L2水平,41個KEGG預(yù)測通路中AIS患者有35個功能基因通路豐度增加,2個功能基因通路豐度下降(FDR校正,q0.05),涉及心血管系統(tǒng)疾病、神經(jīng)系統(tǒng)、代謝性疾病、消化系統(tǒng)等。氧化三甲胺(TMAO)是重要的心血管疾病危險因子,但在腦血管疾病中的地位尚未得到證實。我們的結(jié)果顯示在6909個同源直系基因(KO)中,和TMAO代謝相關(guān)KOs有35個,其中21個在AIS和HC之間有顯著統(tǒng)計學差異,涉及TMAO合成、運輸和還原等,但最終結(jié)果是導(dǎo)致TMAO增加還是減少不明(未測)。急性缺血性腦卒中后發(fā)生改變的KEGG通路和與TMAO相關(guān)的基因都在4周后得到一定程度的恢復(fù)。研究結(jié)論急性缺血性腦卒中患者腸道菌群顯著紊亂,這一紊亂特征將持續(xù)超過3周的時間,4周后患者紊亂的腸道菌群開始逐漸恢復(fù)并伴隨著菌群多樣性的顯著降低。急性缺血性腦卒中患者腸道菌群功能發(fā)生顯著改變,涉及神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等多個系統(tǒng)和通路;與TMAO相關(guān)基因也發(fā)生顯著改變。相關(guān)基因改變在4周后得到一定程度的恢復(fù)。腸道菌群和相關(guān)功能能否完全恢復(fù)至發(fā)病前狀態(tài)以及TMAO對缺血性腦卒中的意義仍需進一步研究。
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但是這種標準化是否會影響菌群多樣性的組間比較和統(tǒng)計學結(jié)論呢？為此，逡逑我們比較了標準化前和標化后兩組間的ａ多樣性差異。結(jié)果顯示未標化前急性逡逑腦梗死患者Ｏｂｓｅｒｖｅｄ邋ｓｐｅｃｉｅｓ和ＰＤ邋ｗｈｏｌｅ邋ｔｒｅｅ顯著高于對照組（圖３－２Ｂ，Ｃ），而逡逑Ｃｈａｏｌ指數(shù)和Ｓｈａｎｎｏｎ指數(shù)都只有高于對照組的趨勢而差異無統(tǒng)計學意義（圖３－逡逑２Ａ，Ｄ）。而在我們將其標化后，我們發(fā)現(xiàn)相比于健康對照組，急性缺血性腦卒中逡逑組只有ＰＤｗｈｏｌｅｔｒｅｅ顯著升高（圖３－３Ｃ，邋Ｗｉｌｃｏｘｏｎ秩和檢驗，尸＝０．００２），其余逡逑３個指數(shù)有升高的趨勢但差異無統(tǒng)計學意義（圖３－３）。上述結(jié)果表明對菌群測序逡逑序列標化與否會對菌群多樣性的絕對值產(chǎn)生影響，但對于組間的差異比較影響逡逑較小，標化后的結(jié)果真實可靠，增加了假陰性率，得出的結(jié)論偏于保守。急性缺逡逑血性腦卒中患者腸道菌群多樣性高于健康對照，主要體現(xiàn)為細菌種類的增加和逡逑譜系演化差異的增大。逡逑基于Ｂｒａｙ邋Ｃｕｒｔｉｓ的（３多樣性分析顯示，急性缺血性腦卒中組和健康對照之逡逑間整體腸道菌群有顯著統(tǒng)計學差異（Ａｄｏｎｉｓｔｅｓｔ，Ｐ＜０．００１，，圖３－４Ａ），從降維展逡逑示的ＰＣｏＡ圖中我們看到兩組之間有顯著區(qū)分

相對豐度顯著升高。擬桿菌門、擬桿菌屬、普氏菌屬、梭菌屬、薩特氏菌屬、產(chǎn)逡逑堿菌科、伯克氏菌目、｜３變形菌綱、紫色桿菌屬、毛螺旋菌屬、黏膠球形菌門等逡逑的相對豐度顯著降低（圖３－４Ｂ，Ｃ）。逡逑綜合上述結(jié)果，我們的研究表明急性缺血性腦卒中患者腸道菌群顯著紊亂，逡逑菌群ａ多樣性升高，主要表現(xiàn)為譜系演化差異顯著增加；其腸道中多種分類群發(fā)逡逑生改變，主要表現(xiàn)為機會致病菌顯著增加和常駐菌或益生菌顯著降低。逡逑２２逡逑
【學位授予單位】：南方醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R743.3

【參考文獻】

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1 何彥;微生物組數(shù)據(jù)分析方法優(yōu)化及人群腸道菌群分析應(yīng)用[D];南方醫(yī)科大學;2017年

本文編號：2592418