基于16S核糖体RNA高通量测序的严重烧伤患者早期肠道菌群变化分析及代谢功能预测的前瞻性研究

摘要：

目的:基于16S核糖体RNA（16S rRNA）高通量测序分析严重烧伤患者早期肠道菌群变化并进行代谢功能预测。方法:本前瞻性观察性研究将2018年1月—2019年12月江苏大学附属医院烧伤整形科收治的48例符合入选标准的严重烧伤患者纳入烧伤组，将同时期于江苏大学附属医院体检中心进行健康检查的符合入选标准的40名健康志愿者纳入健康组。收集烧伤组患者入院后1周左右的粪便标本及健康组志愿者体检当天粪便标本，进行16S rRNA V4区基因测序，分析各类菌属的相对丰度；应用Mothur软件进行操作分类单元（OTU）划分，分析优势菌群；通过QIIME1.9.0软件分析粪便菌群OTU数目、Chao1指数、Ace指数、Shannon指数；采用Canoco Software 5.0对粪便菌群相对丰度做主成分分析；采用京都基因和基因组数据库预测粪便菌群代谢功能。对数据行独立样本
t检验、Mann-Whitney
U检验。
结果:烧伤组患者粪便中拟杆菌属、肠球菌属、不动杆菌属、巨球型菌属、葡萄球菌属相对丰度明显高于健康组志愿者（
Z=-5.20、-2.37、-5.17、-4.41、-6.03，
P<0.05或
P<0.01），而健康组志愿者粪便中未分类的毛螺杆菌科、普氏菌属、盲杆菌属、未分类的瘤胃球菌科、假丁酸弧菌属、布劳特菌属、未分类的消化链球菌科（
Z=-8.03、-3.21、-7.63、-5.88、-8.05、-8.05、-6.77，
P<0.01）等19种菌属的相对丰度明显高于烧伤组患者。健康组志愿者粪便菌群多样性优于烧伤组患者，其主要优势菌群为拟杆菌属、未分类的毛螺杆菌科、普氏菌属、未分类的肠杆菌科、布劳特菌属、副拟杆菌属和大肠志贺杆菌属等，而烧伤组患者粪便主要优势菌群为拟杆菌属、普氏菌属、未分类的肠杆菌科和副拟杆菌属。烧伤组患者粪便菌群OTU数目、Ace指数、Chao1指数、Shannon指数分别为（149±47）个、199±45、190±45、2.0±0.9，显著少/低于健康组志愿者的（266±57）个、323±51、318±51、3.8±0.5（
t=10.325、11.972、12.224、11.662，
P<0.01）。健康组志愿者和烧伤组患者粪便菌群相对丰度在主成分1 被清晰地区分为2个群体，主成分1贡献率为32.50%，
P<0.01；健康组志愿者粪便菌群在主成分2上较为集中，烧伤组患者粪便菌群在主成分2上散布较大，主成分2贡献率为13.44%，
P>0.05。烧伤组患者粪便菌群氨基酸中丙氨酸-天冬氨酸-谷氨酸、精氨酸-脯氨酸、半胱氨酸-蛋氨酸、甘氨酸-丝氨酸-苏氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸以及碳水化合物中三羧酸循环、果糖和甘露糖、半乳糖、酵解/糖异生、淀粉和蔗糖代谢水平显著低于健康组志愿者（
Z=-4.75、-4.54、-4.75、-4.62、-3.71、-3.28、-4.19，-3.82、-4.72、-4.35、-4.75、-4.71，
P<0.01），硫辛酸代谢和辅酶Q合成水平明显高于健康组志愿者（
Z= -6.07、-4.51，
P<0.01），花生四烯酸代谢水平与健康组志愿者相近（
P>0.05）。
结论:基于16S rRNA高通量测序得出，严重烧伤患者早期肠道菌群和健康人群存在明显差异，烧伤患者肠道菌群种类减少，多样性降低，营养代谢水平降低。

关键词：烧伤、高通量核苷酸测序、肠道菌群、菌群多样性、16S核糖体RNA、营养与代谢

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在线出版日期：2023-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1122-1129