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从表型到分子:革命性的肠道菌群鉴定方法
编辑人员丨1周前
肠道菌群是由许多细菌及其代谢产物组成的复杂生态系统,对人体消化、营养吸收、能量供应、脂肪代谢、免疫调节等诸多方面发挥着不可替代的作用.探索肠道菌群的结构与功能、关键基因与代谢产物,将有助于实现疾病的早期诊断与辅助诊断,发现新的治疗靶点与药物治疗效果评价,更好地指导抗生素的使用.肠道菌群的鉴定在临床诊疗及药物研发等领域都具有重要作用,因此,有必要对这一迅速发展的领域进行全面回顾.传统的鉴定方法无法全面捕捉肠道微生物多样性.随着分子生物学的快速发展,肠道菌群的分类鉴定也从最初的表型鉴定和化学鉴定演变到了分子水平鉴定.本综述整合了肠道菌群的主要鉴定方法及其应用评价,特别关注于分子生物学方法的研究进展,并重点介绍了高通量测序技术在肠道菌群鉴定中的应用,这种革命性的肠道菌群鉴定方法预示着人类对微生物世界认识的全新篇章.
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编辑人员丨1周前
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我国土壤线虫生态研究新进展
编辑人员丨1周前
土壤线虫是地下生态系统的重要组成部分,关注其群落分布、组成结构、生态功能及其与周围环境互作机制的线虫生态学研究,一直是土壤生物学研究的热点.本文系统介绍了 土壤线虫多样性高和食性多样的特点,阐述了土壤线虫作为指示生物和模式生物的优点,及其在生物防治、生态系统功能和土壤健康表征上的作用.回顾了近年来国内在土壤线虫生态学方面的研究进展,包括分子生物学鉴定方法、对全球变化的响应、食物网结构功能、地上地下多样性关系和大尺度多样性格局等.探讨了土壤线虫生态学的发展趋势,重点评述了采用高通量测序技术进行线虫分类和定量研究的前景,建立通用分析平台推广土壤线虫研究的必要性,以及加强大尺度土壤线虫调查的重要性.
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编辑人员丨1周前
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纤弱天麻,中国兰科植物一新记录种及其与形态近缘种的比较
编辑人员丨1周前
[目的]文章报道了在云南省发现的兰科植物纤弱天麻(Gastrodia exilis Hook.f.)为中国新记录,比较和归纳了其形态近缘种勐海天麻(G.menghaiensis Z.H.Tsi & S.C.Chen)、葡萄天麻(G.putaoensis X.H.Jin)和白花天麻(G.dyeriana King & Pantl.)的分类特征.[方法]使用体视显微镜对上述物种野外居群标本进行解剖观察,并用接驳微距镜头的数码相机进行拍摄记录.[结果]纤弱天麻唇瓣与花被筒分离,唇瓣前部表面有2个明显的三角形薄纵脊,花被筒裂片先端撕裂状,易于区分.[结论]纤弱天麻是中国新记录兰科物种,该发现扩大了其分布区,也进一步丰富了中国植物资源和生物多样性.
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编辑人员丨1周前
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复杂性肛瘘患者肠道微生态检测及分析
编辑人员丨1周前
目的:通过16S rDNA基因测序检测复杂性肛瘘患者的肠道菌群分布,探讨其与健康人的菌群分布是否存在差异。方法:采用病例对照研究方法,回顾性收集2020年6月至12月期间杭州市第三人民医院接受手术治疗的30例复杂性肛瘘患者临床资料(复杂性肛瘘组),并按1∶1配比选择本院健康体检人群30例作为对照组(健康对照组)。病例纳入标准:(1)符合腺源性肛瘘诊断的标准,且症状持续3个月以上;(2)术前已行电子结肠镜检查排除肠道炎性反应、炎性肠病等;(3)复杂性肛瘘的定义为符合下面情况之一者:瘘管跨越2/3及以上的肛门括约肌;包含两个以上的外口或瘘管;既往已行肛瘘手术后确认复发者。排除标准:(1)合并有炎性肠病、慢性腹泻或便秘、糖尿病、消化道恶性肿瘤、肝肾功能障碍等;(2)克罗恩病、外伤、特殊感染(如放线菌病和结核病)等引起的肛瘘;(3)近1个月内使用过抗生素、益生元、益生菌等可能影响肠道微生态制剂者;(4)认知缺陷不能配合者。提取研究对象的粪便样本总DNA,扩增细菌16S rDNA基因序列的V4高变区,利用Illumina Miseq平台进行高通量测序,最后进行操作分类单元(OTU)聚类、进行Alpha多样性和LEfSE数据分析,其中Chao指数或ACE指数越大,表明微生物区系的预期物种丰度越高,Simpson指数越小或Shannon指数越大,表明微生物区系多样性越高。两组间性别、年龄、体质指数(BMI)、饮酒吸烟史基线资料比较差异均无统计学意义(均 P>0.05),说明两组具有可比性。本研究观察指标包括两组的测序和质量控制、Alpha多样性分析和物种及其丰度分析以及LEfSE分析。 结果:复杂性肛瘘组与健康对照组的主要优势菌都是厚壁菌门和拟杆菌门,分别占93.4%±32.0%和87.4%±41.2%;在属水平上,复杂性肛瘘组的普雷沃菌属(4.9%±7.4%比0.1%±1.1%, P<0.001)、巨细胞菌属(3.9%±8.2%比0.5%±4.2%, P<0.05)和毛螺菌属(2.6%±5.7%比0.1%±3.4%, P<0.05)的丰度明显更高,而变形菌属(0.02%±4.2%比9.3%±14.4%, P<0.01)、肠球菌属(0.02%±2.3%比9.3%±19.6%, P<0.05)、拟杆菌属(24.7%±9.9%比29.8%±9.1%, P<0.05)和克雷伯菌属(0.4%±4.2%比3.9%±7.3%, P<0.05)相对更低。与健康对照组相比,复杂性肛瘘组肠道菌群多样性更丰富,表现为ACE指数更高[(293.30±44.00)比(218.75±33.83), t=102.069, P<0.001],Chao指数也更高[(318.40±41.99)比(250.00±46.38), t=77.818, P=0.028],Shannon指数更高[(3.36±0.29)比(2.43±0.34), t=9.657, P=0.001];而Simpson指数更低[(0.103±0.013)比(0.131±0.013), t=5.551, P=0.046],差异均有统计学意义(均 P<0.05)。韦荣菌科、Selenemondales 及厌氧菌纲(均属于厚壁菌门)的菌株总体上对两组样本肠道菌群差异的影响最大(LDA 值均>4)。 结论:与健康对照组相比,复杂性肛瘘患者肠道菌群多样性更丰富,提示某些肠道菌群及其代谢产物可能在肛瘘发病中发挥了一定的作用。
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编辑人员丨1周前
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侵袭性牙周炎、慢性牙周炎与牙周健康者龈下菌群的差异研究
编辑人员丨1周前
目的:比较侵袭性牙周炎(aggressive periodontitis,AgP)、慢性牙周炎(chronic periodontitis,CP)与牙周健康者(periodontally healthy,PH)龈下菌群的差异,为牙周病的病因学研究及基于菌群调控的牙周病新疗法提供参考。方法:按纳入标准收集2013年12月至2014年12月在南京大学医学院附属口腔医院·南京市口腔医院牙周病科门诊就诊的AgP(AgP组)、CP(CP组)患者和PH受试者(PH组)各10例,根据X线片和口内情况初步预估取样位点后,收集各组龈下菌斑并记录各项牙周临床指数,提取龈下菌斑样本中的DNA,PCR扩增、构建DNA文库并对16S rDNA测序。最终可成功构建文库并测序者包含:8例AgP患者的18个样本,10例CP患者的31个样本和8名PH志愿者的10个样本。对各组样本的α多样性和β多样性以及菌群构成进行分析和比较,并采用Pearson相关性分析评价细菌与探诊深度的相关性。结果:菌群分析显示,AgP组龈下菌群的α多样性显著低于其他两组( P<0.05)。在门水平,AgP和CP组拟杆菌门丰度[分别为(36.8±7.4)%、(37.2±6.3)%]、螺旋体门丰度[分别为(16.0±5.4)%、(11.8±3.6)%]均显著高于PH组[分别为(27.5±11.2)%、(5.2±4.4)%]( P<0.05),而放线菌门和变形菌门丰度[AgP组分别为(4.2±3.3)%、(12.9±5.1)%;CP组分别为(6.1±2.6)%、(12.1±4.0)%]均显著低于PH组[分别为(19.3±13.1)%、(23.0±10.1)%]( P<0.01);AgP组龈下菌群中螺旋体门和柔壁菌门的丰度[分别为(16.0±5.4)%、(1.7±1.2)%]均显著高于CP组[分别为(11.8±3.6)%、(0.7±0.6)%]( P<0.05)。在属水平,AgP组龈下菌群中棒状杆菌属、放线菌属、 Saccharibacteria_norank、月形单胞菌属、 Oribacterium的丰度显著低于CP组,而产线菌属、 Lentimicrobiaceae_norank、 Defluviitaleaceae_UCG_011、 Family_XI_unclassified的丰度显著高于CP组( P<0.05)。主坐标分析显示,各组样本存在聚类现象。线性判别分析显示,AgP组富集菌包括螺旋体科等,CP组富集菌包括拟杆菌科等。相关性分析显示,AgP组中密螺旋体属、 Defluviitaleaceae_UCG_011、支原体属、卡氏菌属、 Fretibacterium的丰度与探诊深度呈显著正相关( r=0.525~0.750, P<0.05),丛毛单胞菌科-未分类的属、链球菌属、二氧化碳噬纤维菌属、奈瑟菌属、普雷沃菌属、消化球菌属、劳尔菌属、 Bergeyella和放线菌属的丰度与探诊深度呈显著负相关( r=-0.617~-0.490, P<0.05);CP组小类杆菌属、 Family_XI_unclassified、卡氏菌属、消化链球菌属、 Pelospora和理研菌科_RC9_肠组的丰度与探诊深度呈显著正相关( r=0.430~0.533, P<0.05)。 结论:牙周炎症和健康时其龈下菌群存在明显不同;AgP和CP的龈下菌群也存在明显差异,提示这可能是两种不同的疾病。
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编辑人员丨1周前
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牙吸收机制的认知与分类多样性现状
编辑人员丨1周前
牙吸收是一种特发性牙体硬组织破坏性疾病,病因及发病机制不甚明确,临床表现多样,以往多以牙内吸收和牙根外吸收来表述,近年根据病变的临床或病理表现及特征进一步划分了类别。牙吸收的临床和影像学表现是诊断的重要依据。国内外有关牙吸收的系统性研究较少,报道多以病例报告为主。本文将从牙吸收的发生机制与分类角度对牙吸收的研究进展进行综述。
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编辑人员丨1周前
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喉癌组织的细胞异质性及其上皮细胞演化轨迹分析
编辑人员丨1周前
目的:分析喉癌及转移淋巴结的细胞亚群分类及功能,探索上皮细胞向肿瘤细胞演化的轨迹。方法:对2019年10月22日至12月16日宁波市医疗中心李惠利医院收治的5例喉癌组织、配对的转移淋巴结及3例癌旁正常组织进行单细胞转录组测序,患者均为男性,年龄53~70岁,使用Seurat软件分析上述组织的细胞亚群,功能富集分析探讨各类细胞亚群的生物学功能。运用拷贝数变异(copy number variation,CNV)情况区分上皮细胞恶性与否,通过拟时序分析揭示正常上皮细胞和肿瘤细胞的演变轨迹,并识别癌变的过渡态细胞。经Seurat软件FindAllMarker函数分析得到过渡态细胞中高表达的基因,并用免疫组化进行验证。结果:通过多重质控,共获得66 969个高质量单细胞,分为9个主要细胞簇:上皮细胞、T细胞、B细胞、成纤维细胞、内皮细胞、髓系细胞、肥大细胞、浆细胞样树突状细胞和神经细胞,前5类细胞簇分别有8、6、4、3和2类亚群。4个上皮细胞亚群(C0、C1、C2、C5)来源于肿瘤组织和转移淋巴结,具有较高的CNV水平和肿瘤细胞含量。拟时序分析发现上皮细胞演变轨迹为正常上皮细胞亚群C4向早期癌变细胞群C0转化,C0继续分化为3个主要恶性肿瘤细胞亚群C1、C3和C5。上皮细胞C0可能代表癌变的过渡态细胞群,功能富集于上皮间质转化、血管生成等生物学过程,其高表达萝卜硫素(sulforaphane, SFN)可能与肿瘤发生发展相关。免疫组化验证发现SFN在肿瘤组织和转移淋巴结中高表达,而在癌旁组织中低表达。 结论:本研究利用单细胞测序技术阐述了喉癌组织及转移淋巴结中细胞和功能的多样性,同时C0在肿瘤细胞演化中起到关键作用。
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编辑人员丨1周前
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原发性醛固酮增多症的组织病理学新分类及其意义
编辑人员丨1周前
原发性醛固酮增多症(primary aldosteronism,PA)是为数不多可以通过手术治愈的继发性高血压,其术后病理对确认诊断及评估预后具有重要意义。近年来针对醛固酮合成酶(CYP11B2)的免疫组化分析发现了多样性的PA病理表现形式,据此由多国家病理学专家组成专家组,提出了原发性醛固酮增多症的组织病理学(histopathology of primary aldosteronism,HISTALDO)国际共识,将PA病理进行了重新定义与归类。本文介绍了HISTALDO分型规则并就PA病理功能学表现与临床表型、手术转归及基因分型的相关性研究进展进行综述。
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编辑人员丨1周前
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肺结核患者与健康人群肠道菌群差异及其生物标志物的比较研究
编辑人员丨1周前
目的:分析活动性肺结核患者与健康对照者肠道菌群在物种组成、丰度上的差异,识别并评估特定菌群作为生物标志物区分两组人群的潜能。方法:以2017年9月至2019年9月在四川、江苏、上海3个市区级结核病定点医疗机构收治的活动性肺结核患者88例为病例组,其中男65例,女20例,年龄(44.2±15.7)岁。同期在当地体检人群中招募无结核病史的健康人62名为对照组,其中男33名,女29名,年龄(41.4±11.9)岁。采用16S rRNA基因测序技术检测两组人群的粪便样本,分析两组研究对象肠道菌群的多样性差异,以及门和属水平上的物种组成和丰度差异,采用随机森林方法构建预测模型,探索特定菌群是否可以作为区分结核病患者和健康人群的生物标志物。结果:α多样性分析结果表明,病例组肠道菌群物种丰富度和均匀度低于对照组,差异有统计学意义( P<0.001),两组人群的肠道菌群整体构成差异有统计学意义(基于Bray-Curtis距离, P<0.001)。与对照组相比,病例组肠道菌群中机会致病菌相对富集,而部分产生短链脂肪酸的有益菌丰度较少,由毛螺菌属( Lachnospira)、毛螺菌科ND3007组( Lachnospiraceae ND3007 group)、罗斯拜瑞菌属( Roseburia)3个菌属训练的随机森林分类器判别两组人群的准确率为76.67%,曲线下面积(AUC)=75.29%(95% CI:0.661~0.845)。 结论:活动性肺结核患者与健康人群的肠道菌群存在差异,特定菌群有作为生物标志物区分两组人群的潜能。
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编辑人员丨1周前
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基于16S核糖体RNA高通量测序的特重度烧伤患者肠道菌群动态变化分析
编辑人员丨1周前
目的:基于16S核糖体RNA(rRNA)高通量测序分析特重度烧伤患者肠道菌群的动态变化规律。方法:本前瞻性观察性研究纳入2017年2—6月中国科学院大学宁波华美医院收治的符合入选标准的5例男性特重度烧伤患者(年龄32~48岁),采集其休克期(伤后3 d内)、急性感染早期(伤后4~14 d)、急性感染中期(伤后15~28 d)、急性感染后期(伤后29 d至出院前1周)及出院前1周内的粪便样本,各时期样本数均为5。使用pH计测定粪便样本的pH值,高通量测序技术对粪便样本的16S rRNA V3、V4区进行测序。QIIME分析软件分析肠道菌群操作分类单元(OTU)数目、α多样性(Chao1指数、Shannon指数)和门、科的相对丰度,非加权组平均法聚类分析肠道菌群β多样性,Tax4Fun预测肠道菌群功能变化。对数据行单因素重复测量方差分析、Bonferroni法、配对样本Wilcoxon秩和检验及Bonferroni校正。结果:(1)本组特重度烧伤患者急性感染早、中期粪便pH值分别为7.40±0.45、7.56±0.45,明显高于休克期的6.68±0.36( P<0.05或 P<0.01)。(2)共获得2 333 584条有效高质量序列,序列长度为415 bp左右,共获得1 209个OTU,所有标本测序覆盖度均达99.0%以上。本组特重度烧伤患者急性感染早、中、后期OTU数目、Chao1指数明显低于休克期( Z值均为2.023, P<0.05);出院前1周内OTU数目、Chao1指数明显高于急性感染早、中、后期,Shannon指数明显高于急性感染早、中期( Z值均为2.023, P<0.05)。(3)本组特重度烧伤患者休克期样本菌群结构与出院前1周内相似度高,与急性感染早、中、后期相似度低。各个单独样本的分析显示,大部分样本聚类规律与分期样本一致。休克期肠道菌群加权Unifrac距离明显短于急性感染早、中、后期( Z=3.326、2.570、2.690, P<0.05或 P<0.01),其他时期肠道菌群加权Unifrac距离相近。(4)门水平上,与休克期比较,急性感染早、中、后期厚壁菌门细菌相对丰度降低,变形菌门和拟杆菌门细菌相对丰度升高;上述3个菌门细菌相对丰度在出院前1周内与休克期相近。伤后不同时期科水平上相对丰度前5的优势菌有较大差异,休克期的前5优势科细菌相对丰度在急性感染早、中、后期降低。休克期的非优势科如肠杆菌科、链球菌科、拟杆菌科细菌相对丰度在急性感染早、中、后期大幅升高,成为这些时期新的优势科;出院前1周内部分产酸菌科细菌相对丰度恢复至接近休克期水平。(5)急性感染早、中期肠道菌群的某些氨基酸代谢、糖酵解和糖异生、丙酮酸代谢等功能较休克期减弱,急性感染后期肠道菌群某些氨基酸和糖类代谢较休克期增强,休克期与出院前1周内肠道菌群功能基因分布相似。 结论:特重度烧伤患者肠道内环境及菌群结构在急性感染早、中期发生了明显变化,pH值升高,菌群种类及多样性减少,尤其是产酸菌科细菌的相对丰度明显降低,但随着患者治疗结束而恢复。可考虑将粪便pH值和肠道变形菌门及产酸菌科细菌变化作为反映特重度烧伤患者肠道菌群紊乱水平的指标。
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编辑人员丨1周前
