特发性肺动脉高压患者肠道菌群特征分析

作     者：刘演龙 

作者单位：昆明医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：戴海龙

授予年度：2023年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100201[医学-内科学(含：心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 10[医学] 

主      题：特发性肺动脉高压 肠道菌群 宏基因组学 氧化三甲胺 短链脂肪酸 

摘      要：【目的】通过宏基因组学高通量测序技术研究特发性肺动脉高压患者肠道菌群结构组成,并对肠道菌群代谢物氧化三甲胺与短链脂肪酸相关菌群进行分析,探索肠道菌群对特发性肺动脉高压可能的影响。【方法】本项研究纳入了在昆明医科大学附属延安医院确诊为特发性肺动脉高压的患者20例,作为特发性肺动脉高压组(IPAH组,n=20);及20例健康对照组(Healthy组,n=20),收集上述研究对象临床资料行统计学分析,收集两组的粪便样本,提取样本DNA进行宏基因组学检测,将测序得到的数据进行生物信息学分析,分析特发性肺动脉高压患者肠道菌群的组成和功能特征。【结果】1.质控结果:每个样本中Q20(数据中测序错误率小于0.01的碱基数目的百分比)的值均大于95%,且每个样本中的contigs均大于500bp。这说明仪器状态稳定,且数据质量较好。2.特发性肺动脉高压组和健康对照组优势菌群比较:门水平中厚壁菌门(Firmicutes)丰度最高,分别为53.16%vs 57.08%,拟杆菌门(Bacteroidota)丰度分别为23.45%vs 22.10%,变形菌门(Proteobacteria)丰度分别为7.23%vs3.79%;纲水平中梭状芽胞杆菌(Clostridia)丰度最高,分别为43.78%vs 46.51%,拟杆菌纲(Bacteroidia)丰度分别为23.31%vs 21.96%,丙型变形菌纲(Gammaproteobacteria)丰度分别为6.85%vs 3.31%;目水平中真细菌目(Eubacteriales)丰度分别为43.71%vs46.49%,拟杆菌目(Bacteroidales)丰度分别为23.31%vs21.96%,肠杆菌目(Enterobacterales)丰度分别为6.29%vs3.04%;科水平中毛螺菌科(Lachnospiraceae)丰度最高,分别为14.72%vs 18.90%,拟杆菌科(Bacteroidaceae)丰度分别为14.99%vs 14.97%,颤螺菌科(Oscillospiraceae)丰度分别为11.47%vs 9.10%;属水平中拟杆菌属(Bacteroides)丰度最高,分别为9.27%vs 6.38%,瘤胃球菌属(Ruminococcus)丰度分别为5.81%vs 3.52%,Phocaeicola丰度分别为3.51%vs 5.53%。3.特发性肺动脉高压组和健康对照组菌群差异分析:在特发性肺动脉高压组中,促进氧化三甲胺合成的菌群丰度升高,它们是杆菌属(Bacteroides)、克雷白氏杆菌(Klebsiella)、普氏菌属(Prevotella)、大肠杆菌(Escherichia coli)、拟杆菌门(Bacteroidetes)类菌种s＿＿Alistipes＿finegoldii、s＿＿Bacteroides＿salyersiae、s＿＿Bacteroides＿cellulosilyticus;促进短链脂肪酸合成的菌群丰度降低,它们分别是厚壁菌门(Firmicutes)、双歧杆菌(Bifidobacterium)、粪球菌属(Coprococcus＿comes)、巨单胞菌属(Megamonas)、s＿＿Megamonas＿rupellensis、Negativicutes纲以及Selenomonadales目。4.通过比对非冗余蛋白数据库,发现特发性肺动脉高压组中能翻译成non-specific serine/threonine protein kinase酶的基因丰度升高,该酶作为酶连受体,能与TMAO结合发挥作用,并促进TMAO的合成;能翻译成propionate Co A-transferase酶、choloylglycine hydrolase酶、betaine reductase酶、amidase酶(均能促进短链脂肪酸合成)的基因丰度降低。【结论】1.特发性肺动脉高压患者肠道菌群结构与对照组存在差异。2.在特发性肺动脉高压患者中,促进氧化三甲胺合成的菌群丰度升高,促进短链脂肪酸合成的菌群丰度降低。3.肠道菌群失调可能在特发性肺动脉高压的发生发展中起着重要的作用。