高通量测序技术分析不同治疗方法对痤疮皮肤菌群的影响

来源 :汕头大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wukai110032
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目的:
  皮肤微生态群落通过介导代谢、免疫、感染等多个方面,对痤疮的生成和发展起着有不可忽视的作用。作为国内目前最常见且有效的痤疮治疗方法,多西环素系统治疗与光动力治疗分别代表了传统抗生素疗法与新兴物理疗法。本研究通过观察多西环素系统疗法与光动力疗法治疗前后患者皮肤菌群的变化,结合痤疮不同分级的疗效差异,探索这两种治疗方法对痤疮患者皮肤菌群的影响。
  方法:
  (1)本研究筛选2018年10月至2020年1月于汕头大学医学院第一附属医院皮肤科门诊就诊的符合纳入标准的痤疮患者33人作为研究对象。(2)在治疗前、4周相关疗程结束后各采集一次皮肤拭子,提取样本DNA并扩增,在MiSeq测序平台,进行双末端测序(PE250),获得痤疮患者及健康对照者皮肤菌群16SrDNA的V3-V4区测序数据。(3)对测序数据进行质量评估、OTU分析、多样性分析、以及统计学分析。
  结果:
  (1)健康组与病例组的比较结果:健康对照组、痤疮中度(Ⅲ)级、重度(Ⅳ)级患者在门水平以均变形菌门、厚壁菌门为主,在属水平上以丙酸杆菌、葡萄球菌为优势菌属。三组菌群Alpha多样性指数间差异无明显统计学意义。运用NMDS分析三组间皮肤菌群多样性,可观察到Ⅲ级组和Ⅳ级组样本有一定程度上的分区;基于weightedunifrac算法对两组间的unifrac距离进行假设检验,其结果显示两组间物种多样性有统计学差异(P<
  0.05);通过Lefse分析方法进行Biomarker的筛选,Ⅲ级组的组间显著差异物种为相对丰度增多的苍白杆菌属-苍白杆菌、根瘤菌科;Ⅳ级组中Curvibacter的减少对组间差异影响显著。
  (2)多西环素治疗组治疗前后菌群物种差异统计:治疗后丙酸杆菌属丰度有所下降,葡萄球菌属丰度上升,但无显著性差异(P>0.05)。在Alpha多样性分析时,未发现有统计学差异的指标。主坐标分析反映治疗后样本间相异性增加,经unweightedunifrac距离差异分析验证,多西环素治疗前后组间的物种多样性存在有统计学意义的差异(P<0.05)。通过组间显著性差异分析,发现治疗前样本组中痤疮杆菌属丰度水平更高,对组间差异的贡献有统计学意义(P<0.05)。
  (3)按多西环素疗效差异将患者分为4组,分析结果显示:各组样本Alpha多样性分析未见有统计学意义的差异变化。对组间皮肤菌群进行Beta多样性分析,在主成分分析图中,治疗效果较好的A组与B组有聚集现象,其中A组更明显;基于weighted_unifrac算法构建的UPGMA样品层次聚类树中A、B两组主要聚集成两簇;经PERMANOVA分析验证,A、B、C组间存在中度聚类(PERMANOVA,R=0.316;P=0.009)。通过Lefse分析筛选,A组差异性显著的物种为鞘脂单胞菌目-鞘脂单胞菌科、金黄杆菌属;B组差异性显著的物种为芽孢杆菌科-芽孢杆菌属;C组异性显著的物种为变形杆菌门;D组差异性显著的物种为痤疮丙酸杆菌种。
  (4)光动力疗法治疗组治疗前后菌群物种差异统计显示:光动力疗法治疗组治疗前后样本的菌群丰富度与多样性分析结果显示样本间的Alpha多样性变化无统计学差异(P>0.05),进一步分析两组样本间菌群整体结构的多样性,亦未见有明显的组间分布差异(P>0.05)。
  结论:
  (1)痤疮中度(Ⅲ)级、重度(Ⅳ)级患者组间有明显物种多样性差异。
  (2)多西环素系统治疗前后,痤疮患者皮肤菌群组间样品的微生物群落构成有明显差异。
  (3)多西环素治疗后不同疗效组间形成有统计学意义的聚类。
  (4)光动力疗法前后皮肤菌群在丰富度、多样性、组成结构等方面均未见有统计学意义的变化。
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