海軍長遠航官兵腸道菌群多樣性研究.pdf

1、研究目的:健康人胃腸(GI)道內(nèi)寄居著種類繁多的微生物，這些微生物統(tǒng)稱為腸道菌群。腸道菌群在腸道微環(huán)境下發(fā)揮著重要作用，參與物質(zhì)代謝，促進免疫系統(tǒng)的發(fā)育等。人體各種內(nèi)外環(huán)境的變化會對腸道菌群的種類、結(jié)構(gòu)以及功能產(chǎn)生影響，人體腸道菌群與宿主之間存在著共生關(guān)系，腸道菌群的結(jié)構(gòu)與多樣性改變也會影響其宿主的發(fā)育、免疫、消化與代謝[1，2，3]。通過不斷的適應(yīng)與調(diào)節(jié)，菌群、宿主與環(huán)境共同維護著宿主的生理平衡，有助于維持宿主健康。然而，當正常菌群中

2、各菌種間的比例發(fā)生較大幅度變化而超出正常范圍的狀態(tài)時，稱為菌群失調(diào)。目前腸道菌群在腸道相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展中的作用及其機制研究尚不成熟，仍有許多問題亟待解決。除此之外，腸道菌群與肥胖、糖尿病、心梗、抑郁癥等多個領(lǐng)域的疾病均存在關(guān)聯(lián)[2，3,4]。為了分析長遠航任務(wù)官兵腸道菌群結(jié)構(gòu)和多樣性特征，本研究著眼于長遠航任務(wù)中腸道菌群結(jié)構(gòu)的變化對長遠航官兵健康的意義，尋找應(yīng)對不利變化的措施，預(yù)防疾病的發(fā)生，為提供長遠航官兵的生活質(zhì)量提供依據(jù)。

3、r>　　研究方法:本研究通過使用高通量測序技術(shù)，對29名長遠航任務(wù)官兵于長遠航出發(fā)前，45天，90天和135天（錨地靠港前）4個不同時間節(jié)點，將其分為A、B、C、D四組，進行糞便樣品采集，提取糞便樣本總DNA;根據(jù)細菌16S rDNA V3-V5區(qū)設(shè)計引物進行擴增，利用Illumina Miseq平臺對腸道菌群DNA進行高通量測序;測序結(jié)果經(jīng)過Reads拼接，OTUs(operationaltaxonomic units)聚類，物種注釋

4、，α多樣性分析，最終得到糞便菌群的物種豐度信息。
　　結(jié)果:在116例樣本中，絕大部分reads分屬11個門，占腸道菌群99％的有5個門，分別為擬桿菌門(Bacteroidetes)、厚壁菌門(Firmicutes)、變形菌門(Proteobacteria)、梭桿菌門(Fusobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)。共測得48屬，排名前10位的屬有:擬桿菌屬(Bacteroides)、普氏菌屬(Prevote

5、lla)、毛螺菌屬(Lachnospira)、瘤胃球菌屬(Ruminococcaeeae)、Alistipes屬、考拉桿菌屬(Phascolarctobacterium)、副桿菌屬(Parabacteroides)、薩特氏桿菌屬(Sutterella)、羅氏菌屬(Roseburia)、戴阿利斯特菌屬(Dialister)。擬桿菌門(Bacteroidetes)在四組中豐度均為最高，擬桿菌門分別占到60.01％，62.56％，65.05％

6、，57.51％，在116份樣品中所占比例為61.30％;厚壁菌門(Firmicutes)在四組中豐度次之，分別占到34.62％，32.19％，27.21％，37.6％，在116份樣品中所占比例為32.90％;豐度較高的門包括變形菌門、梭桿菌門、放線菌門(Actinobacteria)。此外，四組菌群結(jié)構(gòu)差異性表現(xiàn)為:擬桿菌門(Bacteroidetes)在B組中的豐度高于A組(60.01％vs62.56％，P＜0.05)，C組的豐度高于

7、B組(65.05％ vs62.56％，P＜0.05)，D組中的豐度低于C組(57.51％ vs65.05％，P＜0.05)，而A組與D組間有明顯差異(60.01％％ vs57.51％，P＜0.05);厚壁菌門(Firmicutes)在A組中的豐度高于B組(34.62％ vs32.19％，P＜0.05)，B組中的豐度高于C組(32.19％vs27.21％，P＜0.05)，C組中的豐度低于D組(27.21％ vs37.60％，P＜0.05)

8、，而A組與D組間有顯著性差異(34.62％ vs37.60％，P＜0.05)。α多樣性分析結(jié)構(gòu)顯示，A、D兩組的腸道菌群多樣性高于B、C兩組。說明長遠航過程中任務(wù)官兵的腸道菌群多樣性不斷降低，于長遠航結(jié)束時又大致恢復到長遠航前水平。OTUs比對結(jié)果顯示，長遠航開始后，菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生了一些變化:從門的結(jié)構(gòu)上新增了綠彎菌門(Chloroflexi);綱的水平上新增了噬纖維菌綱(Cytophagia)，鞘氨醇桿菌綱(Sphingobacteri

9、ia)，厭氧繩菌綱(Anaerolineae)，芽孢桿菌綱(Bacilli);屬的水平上新增了海洋桿菌屬(Pontibacter)，脫硫弧菌屬(Desulfovibrio)，假單孢菌屬(Preudomonas)，熱單孢菌屬(Thermomonas)。同時也有一些菌屬在長遠航后消失了，綱的水平上包括Melainabacteria，疣微菌綱(Verrucomicrobiae);屬的水平上包括Hungatella，Marvinbryantia