粪便样本不同保存方式对肠道菌群测序结果的影响

[目的]本文探究了3种室温保存剂和-80℃C冷冻保存对粪便样本中菌群结构的影响,为大规模、标准化的采样提供参考.[方法]本研究采集了5名健康志愿者的新鲜粪便作为测试样本,采用4种不同的保存方式保存:DETs室温保存、GITC室温保存、RNAlater室温保存和-80℃冷冻保存,在保存0、1、3、7、14、28 d后,采...     

基于NGS方法评估不同保存条件对粪便样本中菌群含量的影响

目的 评估粪便样本的不同保存条件对肠道微生态研究结果的影响.方法 设计相关实验,比较7种不同的保存方法,基于高通量测序技术比对不同时间、不同贮存温度对粪便样本DNA质量、菌群多样性及病原菌检出等结果之间的差异.结果 证实了对于粪便样本采集仍建议采取即刻提取核酸或-20℃保存的方法.同时比较多种保存方法后发现,采用不同样...     

两种粪便保存方法对肠道菌群结构研究的影响

目的比较2种粪便保存方法（室温法和Invitek公司的粪便稳定剂保存法）对菌群结构研究的影响。方法应用PCR-变性梯度凝胶电泳技术（PCR-DGGE）方法,对用2种方法保存的3位志愿者粪便样品进行菌群结构的分析。结果室温法保存粪便样品24h后,S1个体菌群结构与原始样品的菌群结构相似度为83％,S2和S3的菌群结构与其原始样品的相似度仅为77％。而使用粪便稳定剂保存1d,期间各时间点样品菌群结构与原始样品相比变化较小,相似度在80％-90％。结论粪便稳定剂具有一定的稳定样品菌群结构的作用,在新鲜粪佰样品不能寺刻讲行深冻的情况下,使用粪便稳定剂是一种较好的样品保存方法。     

肠道气泡堆积对银鲳肠道菌群结构的影响

为研究肠道气泡堆积对银鲳(Pampus argenteus)肠道菌群的影响,2019年3月于东海水产研究所福鼎研究中心采集了15尾肠道气泡堆积的银鲳为病鱼组,15尾健康银鲳为健康鱼组,并通过16S r DNA基因DNA高通量测序技术结合LEfSe分析方法,对两组样品间菌群结构和多样性进行对比分析。结果显示,病鱼组肠道菌群多样性与健康鱼组无显著差异(P> 0.05),但病鱼组肠道菌群的均匀度和相对丰度都显著低于健康鱼组(P <0.05)。两组样品的优势菌群均为变形菌门(Proteobacteria),且相对丰度都较大(超过97%)。此外,利用LEfSe分析两组样品发现,病鱼组中如根瘤菌(Rhizobium)、栖热菌(Thermus)等好氧菌丰度显著高于健康鱼组,而不动肝菌(Acinetobacter)、微酸菌(Ilumatobacter)等显著低于健康鱼组,蓝细菌(Cyanobacteria)相对丰度显著高于健康鱼组。由此可以表明,肠道气泡堆积很可能会引发肠道菌群紊乱。     

慢性胃炎患者肠道菌群分析

探索慢性胃炎（CG）患者肠道菌群变化特点。

采集我院青年CG患者（CG组）和健康人群（NC组）的粪便样品,对其细菌16S rDNA V3—V4区域进行扩增并进行高通量测序,然后运用多种生物信息学手段进行分析。

CG组与NC组对象肠道菌群在门和科水平上均有不同之处,其中CG组对象有较高丰度的Actinobacteriota和较低丰度的Ruminococcaceae。CG组对象肠道菌群多样性及均一度均显著低于NC组（均P＜0.05）,但两者具有相似的丰富度水平。多元方差分析和相似性百分比分析均发现CG组和NC组对象肠道菌群有较大差异。Bifidobacterium、Blautia、Collinsella、Ruminococcus_torques_group和Streptococcus与CG患者密切相关。

CG患者的肠道菌群存在较大变化,其中Bifidobacterium、Blautia等细菌与CG的发生相关。

     

不同运动强度对女游泳运动员肠道菌群的影响

本研究旨在采用高通量测序技术分析不同运动强度对运动员肠道菌群结构的影响。从八一游泳队中随机抽取五名健将级专业运动员(女性,年龄16～19岁)作为研究对象,研究期间运动员的饮食保持相对固定。所有运动员先进行一个月的高强度运动训练,中间间隔一个月后,再进行一个月的低强度运动训练,在两个训练阶段中,每两天采集一次新鲜粪便样品,然后在Illumina Miseq平台对粪便元基因组DNA的16S rRNA基因V3～V4区进行高通量测序分析。基于Bray-Curtis距离的主坐标分析表明,运动员的肠道菌群分布特征及其对运动强度的响应程度均具有明显的个体差异性;不同个体的肠道中响应运动强度的关键细菌类群不同,但大多数属于Firmicutes,且在高强度运动阶段,运动员肠道中均富集一些丁酸盐产生菌,如Blautia、Roseburia、Anaerostipes及Butyricicoccus。本研究表明经过长期的专业训练,运动员的肠道菌群适应了运动刺激并能快速响应运动强度的变化,可能通过富集一些有益菌来保护机体免受高强度训练带来的损伤。     

中西部幼儿肠道菌群与膳食关系的比较

目的探究中部和西部地区幼儿肠道菌群的结构差异与膳食的关系,为幼儿营养健康状况监测和营养改善工作提供有效的营养干预。方法选择“贫困地区儿童营养改善项目”河南汝阳和贵州福泉,随机抽取107名汉族健康幼儿为调查对象,食物摄入采用24 h消费调查方法。应用高通量测序技术对肠道菌群进行测序和生物信息分析,研究两县幼儿肠道菌群差异。结果两县幼儿肠道菌群组成结构较为一致,但Alpha多样性分析表明,贵州福泉县幼儿肠道物种丰富度和多样性高于河南汝阳县。细菌属水平分析中,两县幼儿肠道内均以拟杆菌属、普雷沃菌、柔嫩梭菌和双歧杆菌属为主导的菌群结构,但河南汝阳县幼儿肠道双歧杆菌属和乳杆菌属丰度显著高于贵州福泉县(12.36% vs. 7.44%;0.19% vs. 0.03%)。结论中西部地区幼儿肠道菌群结构差异不大,但有益菌含量存在显著差异,这为研究肠道菌群与膳食及营养健康状况之间的关系提供了依据。     

中国深圳和芬兰艾斯堡地区 健康婴幼儿肠道菌群的比较

目的探索中国与欧洲沿海发达地区婴幼儿肠道菌群的结构差异及随年龄增长的变化趋势。方法招募深圳地区健康婴幼儿35名并收集其粪便样本,采用Illumina的MiSeq平台对肠道菌群的16S rRNA V4序列进行测序。同时,结合40名芬兰艾斯堡地区健康婴幼儿肠道菌群数据,进行两地儿童菌群结构比较。结果中国与芬兰地区幼儿肠道菌群结构较为一致,在物种多样性及均匀度方面差异无统计学意义。菌属水平分析中,两组幼儿肠道内均呈现以拟杆菌属、双歧杆菌属为主导的菌群结构。回归分析表明,幼儿肠道内菌群多样性随年龄的增长明显增加(R~2=0.174,P0.05),0～1岁与1～3岁幼儿的菌群结构差异有统计学意义(R~2=0.079,P0.05)。韦荣球菌、肠球菌和布劳特菌等菌属随年龄增长丰度明显降低,而粪杆菌、瘤胃球菌、罗斯菌等菌属显著增加。结论生命早期肠道菌群的发育主要与年龄因素密切相关,地区因素为次要因素。     

内毒素血症对新生鼠肠道菌群的影响

利用高通量测序技术分析内毒素血症新生鼠肠道菌群的变化, 探究肠道菌群与内毒素血症的关系, 为临床诊治提供思路。

复制新生大鼠内毒素损伤模型, 注射LPS后第24小时、第3天、第7天分别处死新生大鼠, 留取粪便并将对照组(C1组6只、C3组5只、C7组7只)和LPS组(L1组5只、L3组5只、L7组5只)按处死天数各分为3组。高通量测序分析各组间菌群多样性及相对丰度差异。

(1) Alpha多样性分析提示对照组和LPS组菌群多样性及丰度有显著差异, C3组较L3组Shannon指数均值小(t=-3.386 8, P=0.009 5), Simpson指数均值大(t=3.102 4, P=0.014 6);C7组较L7组Shannon指数均值大(t=2.459 4, P=0.033 7), Simpson指数均值小(t=-2.475 6, P=0.032 8)。(2)物种组成分析表明LPS组的菌群结构发生改变, 在门水平LPS组较对照组变形菌门相对丰度高, 厚壁菌门相对丰度低; 在属水平上LPS组较对照组埃希菌-志贺菌属相对丰度高, 乳杆菌属相对丰度低; 且随着天数的递增LPS组埃希菌-志贺菌属呈递增趋势, 红球菌属呈递减趋势。

内毒素血症可以改变新生鼠肠道菌群的组成, 并与肠道菌群失调有一定的关系。

     

不同分娩方式对晚期早产儿肠道菌群的影响

目的 探讨不同分娩方式对晚期早产儿肠道菌群定植的影响。方法 以胎龄（周）为340/7～366/7的15例晚期早产儿为研究对象,根据分娩方式分为自然分娩组（n=8）和剖宫产组（n=7）。收集早产儿出生后3 d、7 d、14 d的粪便标本,应用高通量测序技术对细菌16S rRNA可变区中的V4区进行测序,分析肠道菌群多样性及组成结构。结果 （1）自然分娩组晚期早产儿粪便标本菌群多样性指数逐渐上升,剖宫产组的多样性指数较平稳,两组相比差异无统计学意义;（2）45份粪便标本中共检测出10个菌门,均以变形菌门、厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门为优势菌门,两组晚期早产儿生后变形菌门、拟杆菌门所占比例逐渐降低,厚壁菌门、放线菌门呈增多趋势。两组相比,剖宫产组7 d、14 d时拟杆菌门的相对丰度显著低于自然分娩组（Z=‒2.896,P=0.004;Z=‒2.120,P=0.040）,变形菌门相对丰度仅在7 d时显著高于自然分娩组（Z=‒2.190,P=0.030）;（3）两组研究对象中,除自然分娩组14 d时以双歧杆菌属为优势菌属外,余下均以肠杆菌属为优势菌属。相比于自然分娩组,在7 d时剖宫产组拟杆菌属所占比例显著降低（Z=‒2.806,P=0.005）,肠杆菌属所占比例显著升高（Z=‒2.199,P=0.030）。结论 剖宫产能显著影响婴儿早期肠道菌群的定植,降低肠道中早期拟杆菌的水平。     

造血干细胞移植术对肠道菌群结构的影响

目的监测造血干细胞移植术（Hematopoietic stem cell transplantation,HSCT）前后肠道菌群结构的动态变化。方法收集3例造血干细胞移植患者手术前后8个时间点的粪便样品,提取样品总DNA进行16S rRNA基因的V3区的bar coded 454焦磷酸测序,并用MANOVA、聚类分析、Pearson相关等统计方法对菌群结构的变化进行动态分析。结果 HSCT移植前,经过放、化疗及预防性抗生素治疗,患者的肠道菌群结构和组成发生显著的改变,多样性明显减少;移植4周后,菌群多样性有恢复的趋势,但菌群结构和组成与治疗前仍有明显的差异。整个HSCT过程中,Escherichia/Shigella及Enterococcus属变成肠道中最优势的细菌类群。结论肠道菌群结构在HSCT术前已发生显著的改变,机会致病菌Escherichia/Shigella及Enterococcus属成为HSCT患者肠道中最优势的细菌类群。     

采用高通量测序技术研究抗生素对小鼠肠道菌群的影响

目的 探讨不同浓度抗生素对小鼠肠道菌群多样性和结构的影响,并预测相关功能变化。方法 15只SPF级ICR小鼠随机分为正常组、低浓度抗生素组和高浓度抗生素组,连续灌胃5 d后,采集小鼠新鲜粪便样本。利用Illumina MiSeq测序平台,对细菌的16S rRNA V3‒V4区进行高通量测序,并对测序结果进行生物信息学分析。结果 高、低浓度抗生素组小鼠肠道菌群组成与正常组存在明显差异。与正常组相比,高剂量组小鼠肠道肠球菌属、志贺埃希菌属相对丰度显著升高（t=‒2.71,P=0.026;t=‒2.30,P<0.05）;分节丝状菌属、拟普雷沃菌属相对丰度显著降低（t=2.88,P=0.020;t=2.49,P=0.037）,理研菌属极显著降低（t=3.79,P=0.005）。低剂量组小鼠肠道菌群变形菌纲成为优势菌,芽胞杆菌属、粪球菌_2、苏黎世杆菌属、普雷沃菌属_2、普雷沃菌属_7、志贺埃希菌属、沙雷菌属和放线菌属等相对丰度显著升高（均P<0.05）;梭杆菌属、泛菌属极显著升高（t=‒3.19,P=0.013;t=‒3.50,P=0.008）;分节丝状菌属、理研菌属相对丰度显著降低（t=2.69,P=0.028;t=2.33,P=0.048）。PICRUSt功能预测分析显示,抗生素组显著增加人类疾病、细胞过程和环境信息处理功能层的基因拷贝数,显著降低有机系统、遗传信息处理和代谢功能层的基因拷贝数。结论 广谱抗生素能破坏小鼠肠道的微生态平衡,有必要深入研究抗生素对心血管、免疫性、感染性及神经退行性疾病发展的潜在作用。     

难治性癫痫婴幼儿肠道菌群的变化

目的探讨难治性癫痫婴幼儿的肠道菌群特点。方法研究纳入年龄1~3岁的确诊难治性癫痫婴幼儿14例,同时匹配同年龄段健康婴幼儿30例作为对照。留取受试者的粪便标本,提取总DNA并扩增,对16S rRNA基因进行高通量测序,对测序结果进行生物学分析。结果两组婴幼儿样本门水平的优势菌群主要有厚壁菌、拟杆菌、变形菌和放线菌四类,癫痫组婴幼儿拟杆菌和放线菌所占比例明显低于健康组(28.60%vs 53.19%,2.58%vs 8.50%),而厚壁菌和变形菌的比例则明显高于健康组(43.19%vs 34.00%,24.87%vs 3.09%)。癫痫组婴幼儿Cronobacter属和Erysipelatoclostridium属的比例高于健康组(23.59%vs 0.86%,9.50%vs 0.76%),而拟杆菌和双歧杆菌的比例明显低于健康组(19.44%vs 42.84%,1.04%vs 7.85%)。结论婴幼儿难治性癫痫存在肠道微生态失衡,尚需进一步研究肠道菌群在难治性癫痫发病中的作用。     

湿疹患儿肠道菌群高通量测序初步探索

目的为了解湿疹患儿肠道菌群的结构与湿疹之间的关系,通过对湿疹患儿和健康儿童粪便样本细菌总DNA提取,利用高通量测序技术,比较健康儿童和湿疹患儿肠道菌群的异同。方法 10例年龄在2个月~2岁婴幼儿由皮肤科门诊确诊为湿疹伴有过敏性疾病家族史作为研究对象,年龄和性别相当健康儿童10例作为对照,分别收集其粪便标本并提取所有样本中细菌的总DNA,对16SrRNA基因进行高通量测序,获得两组的肠道菌群结构数据并进行菌群差异性分析。结果通过Roche 454高通量测序,两组肠道微生物菌群多样性指数比较差异无统计学意义。两组主要由Firmicutes(厚壁菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Proteobacteria(变形菌门)和Actinobacteria(放线菌门)4个门组成;两组在门水平上进行菌群结构比较,差异无统计学意义。两组样本在属水平上共获得200个不同属的细菌,其中Bacillus(芽孢杆菌属)、Bilophila(噬胆菌属)、Christensenella(纺锤状细菌属)、Coprobacillus、Eikenella(艾肯菌属)、Enterobacter(肠杆菌属)、Eubacterium(真杆菌属)、Lactococcus(乳球菌属)、Megamonas(巨单胞菌属)、Leuconostoc(明串珠菌属)、Morganella(摩根菌属)、Rhizobacter(根杆菌属)、Proteus(变形菌属)、Sutterella(萨特菌属)、Veillonella(韦荣球菌属)、Akkermansia、Anaeroglobus、Anaerotruncus、Butyricicoccus、Epulopiscium、Gordonibacter、Lachnospiraceae uncultured、Robinsoniella和Varibaculum共24个属在两组间差异具有统计学意义。结论湿疹患儿肠道菌群与健康儿童相比,菌群多样性指数(Shannon指数和Simpson指数)未见明显差异,但在菌群结构上发生了一些变化,某些特别的细菌菌属存在显著性差异。     

基于16S rDNA高通量测序技术对克罗恩病患儿肠道菌群变化的研究

目的 研究克罗恩病(Crohn′s disease,CD)儿童和正常人群肠道菌群的分布,寻找与CD发生发展显著相关的菌属结构。 方法 纳入CD患儿36例和健康儿童21例,CD患儿分为活动期22例、缓解期14例,采用16S rDNA高通量测序技术,分析各组肠道菌群的生物多样性与结构组成。 结果 CD组患儿(活动期与缓解期)肠道菌群丰富度指数、香浓多样性指数较健康儿童组有明显下降,差异有统计学意义(F=8.829 0,P=0.001 0,P=0.004 5;F=8.890 0,P=0.000 3,P=0.035 6)。在门类水平,所有CD患儿肠道菌群的放线菌门数量减少,变形菌门数量增多。在菌属水平,与健康儿童组相比,所有CD组患儿Faecalibacterium相对丰度显著减低,Klebsiella(克雷伯菌属)、Enterococcus(肠球菌属)相对丰度显著升高。活动期CD组Blautia(布劳特菌属)、Bifidobacterium(双歧杆菌属)、Subdoligranulum、Lachnospira(毛螺旋菌属)、Anaerostipes(丁酸弧菌属)、Eubacterium_rectale_group(直肠杆菌属)的相对丰度明显下降。 结论 CD患儿肠道菌群结构及相对丰度较健康儿童存在显著差异。肠道菌群结构的异常与儿童CD的发生发展存在相关性。     

大熊猫肠道菌群的研究进展

随着最近分子生物学和高通量测序技术的快速发展,对大熊猫肠道菌群的结构和功能有了更深层次的认识。研究发现,大熊猫肠道菌群受到消化道结构、饮食、季节和年龄等多种因素的影响,在宿主免疫、消化和代谢等方面起到了重要的作用。本文综述大熊猫肠道菌群的群落结构以及生物学特性研究的最新进展,并讨论未来可能的研究方向。     

新疆不同栖息地赤麻鸭肠道菌群多样性研究

【目的】探讨天山北麓赤麻鸭肠道细菌多样性及其与栖息地环境之间的关系。【方法】于2017年秋季在天山北麓5个栖息地随机采取新鲜的赤麻鸭粪便,用细菌16S rDNA通用引物扩增V3–V4区并进行高通量测序,使用BLAST、USEARCH和QIIME等软件和在线工具分析各栖息地样品菌群组成与差异。【结果】从赤麻鸭粪便样本中共获得16S rDNA有效序列408 036条,聚类产生1 014个操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)。样品中的细菌分属25个门和397个属。在门分类阶元上,变形菌门和厚壁菌门在所有样品中均为优势菌,相对丰度较高的还包括拟杆菌门、梭杆菌门、放线菌门、蓝藻细菌、螺旋体门、Saccharibacteria和迷踪菌门,但以上细菌在各栖息地样品中的相对丰度存在差异。在属分类阶元上,各栖息地样品的菌群组成差异显著,艾比湖、安集海水库、奎屯水库、蘑菇湖水库和八一水库样品的优势菌分别为鲸杆菌属、巨单胞菌属、假单胞菌属、乳酸菌属和链球菌属。对不同样品菌群组成和差异分析表明,赤麻鸭胃肠道菌群组成受环境和食源的影响较大。【结论】新疆5个栖息地赤麻鸭肠道...     

粪便菌群移植的研究与应用

粪便菌群移植早在半个世纪前就有报道应用于临床治疗,但一直没有受到人们的重视。过去的几年间,粪便菌群移植又在针对Clostridium difficile(艰难梭状芽胞杆菌)感染的治疗中逐渐兴起,并且有非常良好的治疗效果,对Clostridium difficile感染性肠炎的病症完全消失。因此,越来越多的患者开始尝试粪便菌群移植的治疗方法,以代替传统的药物治疗方法。肠道菌群的研究逐渐深入我们意识到,肠道菌群已经不仅仅是人体肠道共生微生物而已,而是可以视为人体一个独立且密不可分的人体器官,承担着免疫系统与代谢系统中重要的生理活动。这些关于肠道菌群的研究对粪便菌群移植有着强有力的推动。许多疾病的发病根源,尤其是与微生物紊乱有直接联系的代谢疾病,都可以从微生物与人体的互作模式中寻找答案。本课题综述了国内外近年来粪便菌群移植在人体疾病研究中的应用研究。     

慢传输型便秘患者肠道粪便菌群的变化特征

目的通过16S rDNA高通量测序技术,研究慢传输型便秘(slow transit constipation,STC)患者粪便菌群的变化特征。方法选取12例慢传输型便秘患者(STC组)及12例健康志愿者(对照组),留取粪便标本后,应用16S rDNA高通量测序技术对标本进行测序,并分析测序结果。结果 STC组与对照组人群肠道在菌群物种种类(Chao1指数和Sobs指数)上差异存在统计学意义(Z=-2.771,P=0.006;Z=-2.425,P=0.015),对照组人群肠道菌群物种种类明显高于STC组;两组在物种均一性(Shannon指数、Simpson指数)上差异无统计学意义(Z=-0.520,P=0.603;Z=-0.348,P=0.728)。在门水平,两组人群粪便菌群多样性差异无统计学意义。在属水平,Phascolarctobacterium(Z=-2.194,P=0.028)、Streptococcus(Z=-4.157,P0.001)、Eggerthella(Z=-2.427,P=0.015)和Actinomyces(Z=-2.310,P=0.021)在STC组人群肠道中相对丰度增加,而Faecalibacterium(Z=-2.887,P=0.004)、Roseburia(Z=-3.118,P=0.002)、Sphingomonas(Z=-4.157,P0.001)、Variovorax(Z=-2.732,P=0.006)、Holdemania(Z=-1.970,P=0.049)、Phyllobacterium(Z=-2.732,P=0.006)、Pseudomonas(Z=-2.439,P=0.015)、Acinetobacter(Z=-2.732,P=0.006)、Aquabacterium(Z=-2.134,P=0.033)和Novosphingobium(Z=-2.134,P=0.033)在STC组中相对丰度减少。结论 STC组与对照组人群肠道在菌群物种种类丰富度上差异存在统计学意义,而在菌群分布均一性上差异无统计学意义;在菌属水平,两组人群的粪便菌群构成也存在较大差异。