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目的:人乳头瘤病毒(human papillomavirus,HPV)是一种常见的性传播病毒,高危型HPV(HR-HPV)持续感染与宫颈癌、阴道癌和外阴癌等多种生殖道癌症的发生密切相关。阴道菌群与病原体感染及女性生殖道健康密切相关,对维持阴道微生态的平衡和稳定至关重要。HPV16是最主要的致癌型别,在感染女性生殖道过程中势必引起阴道菌群的改变,但HPV16感染与阴道菌群变化的关系目前尚不清楚。本研究在分析HPV16感染特征及阴道菌群特征的基础上,探讨阴道菌群变化与HPV16感染的关系,进一步利用PICRUSt(Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States)软件预测阴道菌群功能。以期为制定预防和控制HPV16感染及其相关疾病的策略开拓新思路,为HPV16感染相关疾病机制的研究提供新线索。方法:选取2017年4月至2018年6月在山西医科大学第二附属医院妇科行阴道镜检查的1396例妇女为研究对象。采用结构式调查问卷收集全部研究对象的HPV感染相关特征,采集所有对象的宫颈脱落细胞,采用导流杂交法检测HPV感染状态及其分型。从中排除检查前2周内使用抗生素者及HPV16多重感染者,选择于2018年5月至6月行阴道镜检查的68例妇女,采集阴道分泌物进行16S r DNA测序,利用Usearch软件按照97%相似度将多条序列分成不同操作分类单元(Operational Taxonomic Unit,OTU),采用Na?ve Bayesian assignment算法进行物种分类,应用线性判别分析(linear discriminant analysis effect size,LEf Se)寻找组间差异菌属,通过PICRUSt软件预测阴道菌群功能。利用SPSS22.0软件进行相关资料的统计分析,R3.4.3、Graph Pad Prism7软件绘制统计图。结果:1.HPV感染特征:HPV感染以单一感染(73.2%)为主,其中又以单一HR-HPV感染(72.0%)为主。HPV检出排在前五位的亚型为HPV16(38.6%)、52(15.2%)、58(15.1%)、53(10.5%)、18(8.7%)。≤35岁年龄组人群HPV、HR-HPV感染率高于46~55岁、>55岁年龄组人群,大专及以上文化程度人群HPV16及HPV16单一感染率低于初中文化程度、小学及以下文化程度人群,未婚、离异等人群HPV16及HPV16单一感染率高于已婚人群,吸烟者HPV感染率高于不吸烟者,被动吸烟者HPV、HR-HPV、HPV16及HPV16单一感染率均高于无被动吸烟暴露者。2.阴道菌群特征:本次研究共获得8711个OTU,31个阴道菌门,466个阴道菌属。主要菌门厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、梭杆菌门(Fusobacteria)、软壁菌门(Tenericutes)的构成比分别为75.4%、15.7%、4.4%、2.5%、1.4%。主要菌属乳杆菌属(Lactobacillus)、加德纳菌属(Gardnerella)、嗜胨菌属(Peptoniphilus)、奇异菌属(Atopobium)、纤毛菌属(Sneathia)的构成比分别为62.4%、11.5%、3.8%、3.0%、2.5%。3.阴道菌群与HPV16感染的关系:HPV16感染组阴道菌群多样性高于HPV16阴性组。HPV16感染组梭杆菌门(Fusobacteria)、软壁菌门(Tenericutes)、嗜胨菌属(Peptoniphilus)、普氏菌属(Prevotella)、Saccharofermentans、纤毛菌属(Sneathia)、链球菌属(Streptococcus)、韦荣球菌属(Veillonella)、Finegoldia、脲原体属(Ureaplasma)、布雷德菌属(Bulleidia)及双歧杆菌属(Bifidobacterium)丰度高于HPV16阴性组。HPV16感染组的特征菌群为脲原体属(Ureaplasma),HPV16阴性组的特征菌群为消化链球菌科(Peptostreptococcaceae)、放线菌属(Actinomyces)、颗粒链菌属(Granulicatella)、伯克霍尔德氏菌目(Burkholderiales)及β-变形菌纲(Betaproteobacteria)。4.阴道菌群功能预测:阴道菌群功能集中在代谢(Metabolism)、遗传信息过程(Genetic Information Processing)、环境信息过程(Environmental Information Processing)、细胞过程(Cellular Processes)、人类疾病(Human Diseases)、组织系统(Organismal Systems)层面。在KEGG level 2,HPV16感染组与阴性组人群的阴道菌群功能主要为膜转运(Membrane Transport)、复制与修复(Replication and Repair)、碳水化合物代谢(Carbohydrate Metabolism)、翻译(Translation)、氨基酸代谢(Amino Acid Metabolism)、核苷酸代谢(Nucleotide Metabolism)和能量代谢(Energy Metabolism)。在KEGG level 3,HPV16感染组细胞凋亡(Apoptosis)、氰基氨基酸代谢(Cyanoamino acid metabolism)、脂肪酸生物合成(Fatty acid biosynthesis)、脂质生物合成蛋白(Lipid biosynthesis proteins)、苯丙素生物合成(Phenylpropanoid biosynthesis)、丙二酸代谢(Propanoate metabolism)及四环素生物合成(Tetracycline biosynthesis)的功能通路丰度高于HPV16阴性组。结论:1.HPV感染以HPV16、52、58感染为主,特别发现了该人群HPV53感染比例较高,可为开展HPV防治工作,进一步研发覆盖主要型别的疫苗提供依据。年龄≤35岁、吸烟及被动吸烟人群HPV感染率较高,年龄≤35岁、被动吸烟人群HR-HPV感染率较高,初中文化程度、小学及以下文化程度、未婚或离异、被动吸烟人群HPV16及HPV16单一感染率较高,可为HPV及HPV16感染重点人群的筛查提供理论依据。2.HPV16感染组与阴性组妇女均以厚壁菌门为优势菌门,乳杆菌属为优势菌属。HPV16感染组阴道菌群的物种多样性高于HPV16阴性组。除目前已报道的与HPV感染相关菌群,本研究特别发现嗜胨菌属等可能与HPV16感染有关,从维持阴道菌群平衡的角度为制定预防和控制HPV16感染相关疾病的策略开拓了新思路。3.阴道菌群功能主要集中在代谢层面。特别发现了与HPV16感染相关的细胞凋亡等阴道菌群功能,提示阴道菌群可能参与了HPV16的致病过程,为HPV16感染的致病机制研究提供了有利证据。