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科研动态

Microbiome:IBS患者的肠道菌群组成差异与局部脑容量相关
发布时间:2017-06-21 11:00   点击率:
导读
临床证据支持双向脑肠微生物群相互作用的概念,但对肠应激综合征(IBS)中不同亚型的个体在肠道菌群组成、脑结构特点等方面是否存在差异还不清楚。本研究的目的,是考察肠易激综合征(IBS)受试者的亚组是否可以根据肠道微生物组成的差异来确定,并且验证IBS中肠道微生物和结构性大脑标记之间存在相关性。
 
 
文献ID
题目:Differences in gut microbial composition correlate with regional brain volumes in irritable bowel syndrome
译名:IBS患者的肠道菌群组成差异与局部脑容量相关
期刊:Microbiome  
年份:2017        IF:8.496
通讯作者:Jennifer S Labus,Emeran A Mayer
单位:美国洛杉矶加州大学
 
材料与方法
样本
29例IBS患者(22位女性,7位男性),23名健康人(HC, 14位女性,11位男性)粪便样品。
测序手段及平台
16S rDNA V3-V5区,454测序平台。
 
研究成果
1. 临床特征
IBS患者组的焦虑得分(并非抑郁)比健康组高,整体上处于正常水平,但其中6例IBS患者和1名健康人有较高的得分(12-17,正常水平为11),可能患有临床焦虑症。相比于健康对照,IBS患者的BMI指标较高,但都在正常范围内。
 
2. 基于微生物组标志鉴定的IBS亚组
根据肠道菌群组成不同,基于PCoA和层次聚类,可将样品分为3组:IBS1(可以与健康对照区分的IBS患者,n=13)、HC-like IBS(类似于健康人肠道组成的IBS患者,n=16)以及HCs(健康对照,n=23),其中一个IBS样品在PCoA中聚类到IBS1,在层类聚集中聚到HCs中,被划分在了HC-like IBS中(图1)。综合结果分析显示,粪杆菌属、拟杆菌属和布拉迪亚菌属造成了其分类差异。
 
图1. 16s rRNA基因数据显示两个不同的IBS亚组,一个亚组与健康对照无法区分。
 
3. IBS亚组肠道细菌相对丰度多样性分析和构成
比较IBS与HC以及三个亚组(IBS1、HC-like IBS及HCs),发现所有IBS患者(n=29)的α多样性比HC组高;3个亚组中,IBS1比HC-like IBS多样性高,HC-like IBS与HCs无差异;IBS1亚组中厚壁菌与拟杆菌的比值(F-B)显著高于HCs,HC-like IBS中F-B比值与其他亚组没有显著差异。在属水平上,Holdemania属在IBS1中显著高于HC-like IBS和HCs组,而Parabacteroides属在IBS1中显著低于HCs组。
 
图2. 每个组的微生物物种组成
(A:门水平;B:纲水平)
 
图3. 每个样品的微生物物种组成
(A:门水平;B:纲水平)
 
图4. 微生物相对丰度的组间差异
 
4. IBS患者大脑结构与微生物群的关系
脑成像表明,肠道菌群组成与脑感觉与凸显区域结构相关,并与患者的创伤史有联系。属于厚壁菌门的芽孢杆菌丰度与伏隔核、前额叶皮质和腹侧后扣带皮质在内的较少区域的体积相关。与HC组相比,HC-like-IBS亚组在感觉脑区域具有更大的皮层厚度,包括左中央和中心窦和右后隔膜。
 
图5. 涉及神经递质和短链脂肪酸代谢的细菌基因与岛的圆形沟右下表面积部分有关
 
研究结论
研究结果证实以前报道的基于肠道微生物组的IBS亚组,并首次确定了与这些亚组相关的脑结构改变,并提供了特定微生物及其预测代谢物参与这些相关性的初步证据。
 
亮点
1. 利用16S方法将IBS分为了2个亚组;
2. 与临床指标、脑成像相结合研究。