腸道菌群及其代謝產(chǎn)物短鏈脂肪酸和腸黏膜損傷標(biāo)記物在HIV感染組和健康組的對比研究.pdf

1、目的：艾滋病是一種常見的性傳播疾病，當(dāng)HIV病毒感染后會引起嚴(yán)重的細(xì)胞免疫缺陷并導(dǎo)致各種機會性感染，嚴(yán)重危害人類健康。臨床上絕大多數(shù)發(fā)展至AIDS期的患者會出現(xiàn)慢性腹瀉、腹痛等消化道癥狀，研究證明可能與腸道黏膜損傷、腸道菌群易位、腸道微生態(tài)失衡等病理機制有關(guān)，但具體機制尚不明確。正常狀況下，機體與微生物群間存在互利共惠的共生關(guān)系，腸道微生物群及代謝產(chǎn)物在促進營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收、維持腸道正常生理功能，調(diào)節(jié)機體免疫等眾多生命活動起重要作用。本

2、實驗的研究對象將選擇尚未發(fā)展至AIDS期的HIV感染者，觀察其腸道微生態(tài)及腸道黏膜損傷情況，以及探究其腸道微生態(tài)與腸黏膜損傷、細(xì)胞免疫狀態(tài)是否具有相關(guān)性。本實驗將從以下幾個方面進行研究：1.對比HIV感染者和健康人群腸道菌群分布及其重要代謝產(chǎn)物短鏈脂肪酸的差異；2.對比HIV感染者與健康人群腸粘膜損傷標(biāo)記物的差異；3.分析腸道菌群分布及不同短鏈脂肪酸與腸粘膜損傷標(biāo)記物有無相關(guān)性；4.分析腸道菌群分布及不同短鏈脂肪酸與HIV感染者的CD4

3、+、CD8+T細(xì)胞數(shù)和CD4/CD8比值有無相關(guān)性；從而為進一步完善HIV感染引起腸道損傷的機制以及腸道微生態(tài)相關(guān)的治療方法用于艾滋病的預(yù)防和治療打下理論基礎(chǔ)。
　　方法：收集來自于傳染病醫(yī)院的符合入選標(biāo)準(zhǔn)的HIV感染者15例以及符合入選標(biāo)準(zhǔn)的健康者10例，所有入選對象均在實驗前簽訂知情同意書，并獲四川省人民醫(yī)院倫理道德委員會批準(zhǔn)。采集兩組人群糞便標(biāo)本后-80℃低溫保存，用高通量測序法檢測兩組人群腸道菌群的分布情況及其差異；用氣相

4、色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）聯(lián)合分析兩組人群糞便中各短鏈脂肪酸的含量；采集血液標(biāo)本，離心后用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）測定兩組人群血清中能夠反映腸粘膜損傷情況的循環(huán)標(biāo)記腸型脂肪酸結(jié)合蛋白（I-FABP）和D-乳酸的含量；用流式細(xì)胞術(shù)（FUM）檢測反映HIV感染者細(xì)胞免疫狀態(tài)的CD4+、CD8+T細(xì)胞數(shù)和CD4/CD8比值。最后使用SPSS19.0統(tǒng)計軟件，采用Mann-Whitney檢驗，t檢驗進行分析細(xì)菌種屬或者OTUs組間統(tǒng)計學(xué)差異

5、分析，采用Person法進行相關(guān)性分析，P＜0.05提示差異有統(tǒng)計學(xué)差義。
　　結(jié)果：
　　1.腸道菌群分布：和健康對照組相比，在門水平上，HIV感染組腸道的擬桿菌門、厚壁菌門、變形菌門、梭菌門、放線菌門不存在顯著差異；在綱水平上，只有Negativicutes菌顯著增多；在科水平上，理研菌Rikenellaceae和分支桿菌Microbacteriaceae菌顯著減少，莫拉菌Moraxellaceae顯著增多；在屬水平上，

6、羅氏菌 Roseburia、毛螺旋菌Lachnospiraceae、Alistipes菌、瘤胃球菌Ruminococcaceae明顯減少；嗜冷桿菌Psychrobacter明顯增多。
　　2.各短鏈脂肪酸定量：和健康對照組相比，HIV感染組腸道丁酸和戊酸含量明顯減少，其他短鏈脂肪酸含量不存在差異。
　　3.血清腸道黏膜損傷標(biāo)記物：HIV感染組和健康對照組相比，血清腸道黏膜損傷標(biāo)記物I-FABP和D-乳酸值不存在差異。

7、　　4.細(xì)胞免疫：HIV感染者的CD4+T細(xì)胞數(shù)目＞200/μL，CD8+T細(xì)胞升高，CD4/CD8比值下降，符合尚未發(fā)展至AIDS期HIV感染者的細(xì)胞免疫狀態(tài)。
　　5.腸道菌群分布與丁酸和戊酸的相關(guān)性分析：在科水平上，HIV感染者腸道丁酸含量的降低主要與理研菌科Rikenellaceae、瘤胃球菌科Ruminococcaceae呈正相關(guān)。戊酸含量降低主要與理研菌科Rikenellaceae、消化球菌科 Peptococcace

8、ae、瘤胃球菌科Ruminococcaceae呈正相關(guān)。
　　在屬水平上，丁酸含量降低主要與理研菌科的Alistipes屬；毛螺旋菌科的 Roseburia屬、Blautia屬、Lachnospiraceae UCG-005屬、Lachnospiraceae FCS020 group屬；瘤胃球菌科的 Ruminococcaceae UCG-003屬、Ruminococcus1屬呈正相關(guān)。戊酸含量降低主要與理研菌科的Alistipe

9、s屬、瘤胃球菌科的Eubacterium coprostanoligenes group屬、Ruminococcaceae UCG-002屬、Ruminococcaceae UCG-003屬、Ruminococcaceae NK4A214 group屬、Ruminococcaceae1屬；毛螺旋菌科的Eubacterium ruminantium group屬；消化球菌科的Peptococcus屬呈正相關(guān)。
　　6.腸道菌群與CD

10、4+、CD8+T細(xì)胞數(shù)及CD4/CD8比值的相關(guān)性：我們未發(fā)現(xiàn)與CD4+T細(xì)胞呈相關(guān)性的菌群。與CD8+T細(xì)胞呈正相關(guān)的主要菌群有：變形菌門下的Oxalobacer、Undibacterium、Burkholderia、Achromobacter、Ramlibacter屬；擬桿菌門下Sphingobacteriia科。
　　7.短鏈脂肪酸與CD4+、CD8+T細(xì)胞數(shù)及CD4/CD8比值的相關(guān)性：CD4+T細(xì)胞、CD4/CD8比值與

11、乙酸呈負(fù)相關(guān)，CD8+T細(xì)胞與戊酸呈正相關(guān)。
　　結(jié)論：
　　1. HIV感染者在尚未進入艾滋病期，發(fā)生消化道癥狀前，腸道微生態(tài)環(huán)境可能已經(jīng)與健康者存在差異；
　　2. HIV感染者的重要腸道粘膜保護因素較健康者降低，如羅氏菌屬Roseburia、毛螺旋菌屬Lachnospiraceae、Alistipes菌屬、瘤胃球菌屬Ruminococcaceae、理研菌科Rikenellaceae等的菌群負(fù)荷降低，相關(guān)細(xì)菌的代謝

12、產(chǎn)物丁酸和戊酸水平下降；
　　3. HIV感染者腸道粘膜的破壞性因素增加，如變形菌門中的莫拉菌科Moraxellaceae和冷桿菌屬 Psychrobacter豐度在腸腔中顯著升高，推測其可能與菌群易位密切相關(guān)，從而誘導(dǎo)持續(xù)的炎癥反應(yīng)，加重HIV病程的發(fā)展；
　　4.尚未發(fā)展至AIDS期的HIV感染者的細(xì)胞免疫水平與腸道菌群分布不一定具有相關(guān)性；
　　5.尚未發(fā)展至AIDS期的HIV感染者的細(xì)胞免疫水平與腸道各短鏈脂肪