黄山市乡村中老年人群无症状钩虫感染对肠道菌群和代谢的作用

作     者：汪业彬 沈续航 邓国强 胡赛敏 汪飞 张玲玲 沈继龙 WANG Yebin;SHEN Xuhang;DENG Guoqiang;HU Saimin;WANG Fei;ZHANG Lingling;SHEN Jilong

作者机构：黄山市疾病预防控制中心安徽黄山245700 安徽医科大学第一附属医院消化内科合肥230022 祁门县疾病预防控制中心安徽祁门245600 黄山区疾病预防控制中心安徽黄山245700 安徽省病原生物学重点实验室安徽医科大学病原生物学教研室合肥230032 

出 版 物：《中国寄生虫学与寄生虫病杂志》 (Chinese Journal of Parasitology and Parasitic Diseases)

年 卷 期：2024年第42卷第1期

页      面：17-26页

核心收录：

学科分类：1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 100103[医学-病原生物学] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金(82072304) 

主　　题：肠道蠕虫 肠道菌群 16S rRNA 代谢组学 

摘      要：目的揭示轻度无症状钩虫感染对中老年人群肠道菌群与代谢的影响,为蠕虫-肠道菌群相互作用的研究提供参考。方法以2022年10月—11月安徽省黄山市祁门县、黄山区乡村土源性线虫病监测点居民检出钩虫感染者(改良加藤厚涂片法钩虫虫卵阳性)为感染组,以钩虫虫卵阴性者为对照组。采集受检者新鲜粪样,提取肠道菌群DNA,扩增16S rRNA基因并测序。计算基于丰度的覆盖估计值(ACE)、PD-wholetree、Chao指数和Shannon指数等多样性指数,采用主坐标分析(PCoA)和不加权算术平均对方法(UPGMA)层次聚类分析的β多样性分析,比较感染组和对照组肠道菌群分布的差异,通过指示值分析筛选两组的指示性菌群。用甲醇-水萃取粪样中的代谢物,进行气相色谱-质谱(GC-MS)和液相色谱-质谱(LC-MS)双平台非靶向测序的代谢组学分析,用正交偏最小二乘方判别分析(OPLS-DA)建立筛选感染组与对照组差异代谢物的模型,制作火山图。根据P值、变量权重值和差异倍数筛选差异代谢产物。通过京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库检索差异代谢物的相关代谢通路,对差异代谢物进行富集分析。两个代谢物之间的线性相关程度采用Pearson相关分析。结果研究对象共22人,其中感染组11人,对照组11人。感染组平均年龄72.2岁,均为轻度无症状带虫者;对照组平均年龄53.1岁。测序共获得1755649条16S rRNA序列,经序列质控和拼接后聚类为1245条扩增序列变体。共鉴定出15个门22个纲58个目94个科191个属389个菌种。多样性指数分析结果显示,感染组肠道菌群多样性的ACE、PD-wholetree、Chao和Shannon指数分别为188.768、16.533、192.667和5.195,对照组分别为167.829、15.294、157.371和4.898,两组间差异均无统计学意义(t=1.266、0.952、1.266、0.962,均P0.05)。PcoA分析结果显示,感染组与对照组的肠道菌群有不同程度的重叠,但仍可分为两个不同的类群。UPGMA层次聚类分析结果显示,感染组和对照组均先在本组中聚类,再与另一组聚类,两组间仅有1例重叠。多元变量统计分析显示,感染组的优势菌群有7个,分别为普雷沃菌、普氏粪杆菌、变栖克雷伯菌、Parasutteralla、粪球菌、梭菌UCG-014和肠杆菌;对照组的优势菌仅1种,为普通拟杆菌。指示值分析结果显示,感染组指示值居前的菌群依次是普雷沃菌、克雷伯菌、拟杆菌、小杆菌、肠杆菌、粪球菌、UCG-002、粪杆菌;对照组则依次为变形菌门的CladeⅠa和CladeⅢ、布劳特菌、另枝菌、Lachnoclostridium、嗜胆菌和苏黎世杆菌。建立的OPLS-DA模型能有效区分感染组和对照组的粪样代谢物,共鉴定出400个有差异粪样代谢物,其中156个显著上升,244个显著下降。KEGG富集分析结果显示,差异粪样代谢物显著富集在蛋白质的消化与吸收(P=0.000)、中心碳代谢(P=0.000)、矿物质吸收(P=0.000)、氨酰基-tRNA合成(P=0.000)、神经活性的配体-受体相互作用(P=0.003)等代谢通路上。粪样代谢物中delta 2-三己胺与(22E)-3β-羟基-5α-胆甾-7,22-二烯酸(r=0.935,P0.01)等15对代谢物呈正相关关系,棕榈酰溶血磷脂酰乙醇胺与氨基戊酸甜菜碱(r=-0.500,P0.05)等9对代谢物呈负相关关系。结论安徽省黄山市乡村中老年人群无症状钩虫感染可影响肠道菌群的组成和代谢,有利于营造有益菌的共生和定植环境。