应用高通量测序分析健康中国人群的皮肤微生物

作     者：翟婉芳 

作者单位：安徽医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨森;唐先发

授予年度：2018年

学科分类：1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 10[医学] 

主      题：皮肤微生物 16SrDNA ITS2 部位 年龄 性别 

摘      要：研究背景皮肤暴露于外界环境中,形成机体抵御物理、生物化学等外来侵袭的第一道防线,同时其表面居住着各种各样的微生物,包括细菌、真菌、病毒、螨虫,形成一个复杂而充满活力的生态系统。皮肤微生物群参与并调节皮肤先天性免疫和适应性免疫,在皮肤健康和疾病发生发展中具有重要作用。研究目的通过高通量测序表征健康中国人群皮肤表面的细菌和真菌群落,了解其与部位、年龄、性别的关系。研究方法将50名健康受试者划分为五个年龄层,即儿童(4～6岁)、青少年(11～13岁)、年轻人(25～34岁)、中年人(37～53岁)和老年人(62～74岁)。运用拭子法采集其面颊、后背和掌前臂的皮肤样品,对皮肤拭子进行微生物基因组DNA提取—目的片段PCR扩增(细菌目的片段为16Sr DNA的V3-V4区,真菌目的片段为ITS2区)—PCR产物纯化—文库构建—上机测序—质量过滤—生物信息分析。研究结果共产生9,574,365条高质量的16S r DNA V3-V4区序列和10,382,475条高质量的ITS2区序列,物种注释为两个古生菌门,即Thaumarchaeota(奇古菌门)和Euryarchaeota(广古菌门),四个优势细菌门,即Actinobacteria(放线菌门)、Proteobacteria(变形菌门)、Firmicutes(厚壁菌门)和Bacteroidetes(拟杆菌门),两个优势真菌门,即Ascomycota(子囊菌门)和Basidiomycota(担子菌门)。后背以Propionibacterium(丙酸杆菌属)、Staphylococcus(葡萄球菌属)、Basidiomycota(担子菌门)、Malassezia(马拉色菌属)、Malassezia globosa(球形马拉色菌)为主,面颊和掌前臂有相似的细菌和真菌群落组成,但掌前臂有更高的细菌和真菌物种多样性,以Alphaproteobacteria(α-变形杆菌纲)为主,而面颊以Betaproteobacteria(β-变形杆菌纲)为主。老年人有更高的细菌物种丰富度和多样性,儿童有更高的真菌物种丰富度和多样性,宜于丝状真菌Cladosporium(枝孢菌)、Aspergillus(曲霉属)、Alternaria(链格孢属)、Penicillium(青霉属)和非马拉色酵母真菌Debaryomyces(德巴利酵母属)、Saccharomycopsis(覆膜孢酵母属)、Candida(假丝酵母属)的定殖,而不宜于亲脂性的Propionibacterium(丙酸杆菌属)、Malassezia(马拉色菌属)生长。丙酸杆菌属、马拉色菌属受皮脂水平影响,其丰度在青春期急剧增加,青壮年达到高峰,此后随年龄增长丰度逐渐降低。男性比女性有更高的细菌物种丰富度,女性有更丰富的Ascomycota(子囊菌门),男性有更丰富的Malassezia restricta(限制性马拉色菌)。此外皮肤表面高比例的气运真菌表明皮肤除了是常驻菌生长的栖息地,也作为沉积表面被动地从环境或衣物中收集更多的暂驻菌。研究结论鉴定了健康中国人皮肤表面的细菌和真菌群落,其群落组成和丰度受皮肤部位、年龄和性别影响,为皮肤疾病或屏障结构受损下的微生物群落鉴定以及正常微生物群的功能学研究奠定了基础。