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目的:通过高通量测序技术研究分析食管鳞状细胞癌(ESCC)患者易于取材的血液、口腔粘膜、唾液、尿液、粪便内微生物组成的特点及与健康受试者相应部位的微生物组成之间的差异,进一步了解食管鳞癌患者局部环境中的微生物与食管鳞癌的相关性,以期寻找潜在的早期筛查和治疗靶标。方法:对26例食管鳞癌患者(ESCC组)和28例健康受试者(HC组)的血液、口腔粘膜、唾液、尿液、粪便样本进行微生物的检测,使用OMEGA Soil DNA试剂盒对所有样本进行微生物组总DNA提取,使用Illumina Mi Seq platform对16S核糖体RNA基因的V3V4区进行高通量测序,按照标准流程进行建库。Chao1,Observed Species,Shannon和Simpson indices等表征Alpha多样性、PCo A表征Beta多样性,最后进行差异物种分析,使用PICRUST2进行功能潜能预测。结果:1.属水平上食管鳞癌患者血液样本微生物组成包括贪铜属(Cupriavidus 25.4%),福格斯氏菌属(Vogesella 24.1%),不动杆菌属(Acinetobacter 12.5%),鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas 6.0%),人苍白杆菌属(Ochrobactrum 6.0%)等;口腔粘膜样本微生物组成包括链球菌属(Streptococcus 36.9%),普雷沃菌属(Prevotella 12.9%),韦荣氏球菌属(Veillonella 7.1%),奈瑟菌属(Neisseria 4.9%)等;唾液样本微生物组成包括链球菌属(Streptococcus 36.6%),普雷沃菌属(Prevotella 16.7%),韦荣氏球菌属(Veillonella 5.5%),罗氏菌属(Rothia 4.9%),奈瑟菌属(Neisseria 2.3%)等;尿液样本微生物的组成包括贪铜菌属(Cupriavidus23.3%),福格斯氏菌属(Vogesella 21.2%),不动杆菌属(Acinetobacter18.1%),鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas 5.7%),人苍白杆菌属(Ochrobactrum 5.2%)等;粪便样本微生物组成包括链球菌属(Streptococcus 15.2%),乳杆菌属(Lactobacillus 11.6%),双歧杆菌属(Bifidobacterium 10.7%),吉米菌属(Gemmiger 7.1%),布劳特氏菌属(Blautia 5.2%)等。属水平上健康受试者血液样本微生物组成包括人苍白杆菌属(Ochrobactrum 31.3%),沉积物杆状菌属(Sediminibacterium 19.9%),不动杆菌属(Acinetobacter 5.8%)等;口腔粘膜样本微生物包括链球菌属(Streptococcus 29.8%),嗜血杆菌属(Haemophilus 7.9%),罗氏菌属(Rothia6.6%),普雷沃菌属(Prevotella 6.5%),奈瑟菌属(Neisseria 5.7%)等;唾液样本微生物包括链球菌属(Streptococcus 28.4%),罗氏菌属(Rothia15.9%),普雷沃菌属(Prevotella 6.6%),放线菌属(Actinomyces 4.5%),嗜血杆菌属(Haemophilus 4.0%)等;尿液样本微生物包括人苍白杆菌属(Ochrobactrum 20.3%),乳杆菌属(Lactobacillus 17.6%),沉积物杆状菌属(Sediminibacterium 11.6%),不动杆菌属(Acinetobacter 4.0%),普雷沃菌属(Prevotella 3.4%)等;粪便样本微生物包括吉米菌属(Gemmiger14.7%),罗氏菌属(Roseburia 10.3%),粪杆菌属(Faecalibacterium 8.5%),拟杆菌属(Bacteroides 7.3%)等。2.Alpha多样性的比较中,血液样本间,健康样本的Simpson指数(0.87 vs 0.83;P<0.05)、Shannon指数(5.4 vs 3.8;P<0.05)、Pielou指数(0.55 vs 0.4;P<0.05)、Faith指数(700 vs 100;P<0.05)高于食管鳞癌患者。口腔粘膜样本间,健康样本的Faith指数(100 vs 75;P<0.05)高于食管鳞癌患者。唾液样本间,健康样本的Chao1指数(1700 vs 1300;P<0.05)、Faith指数(90 vs 70;P<0.05)、Good’s coverage指数(0.994 vs0.996;P<0.05)高于食管鳞癌患者。尿液样本间,健康样本的Chao1指数(700 vs 500;P<0.05)、Simpson指数(0.9 vs 0.8;P<0.05)、Shannon指数(5.5 vs 2.75;P<0.05)、Pielou指数(0.6 vs 0.4;P<0.05)、Observed species指数(700 vs 400;P<0.05)、Faith指数(65 vs 30;P<0.05)高于食管鳞癌患者。粪便样本间,健康样本的Chao1指数(2000 vs 1300;P<0.05)高于食管鳞癌患者。3.Beta多样性的比较中,食管鳞癌患者与健康受试者血液、口腔粘膜、唾液、尿液、粪便微生物组成的加权Uni Frac距离检测到显著性差异(P<0.05),每组样本各自呈现明显聚集倾向。其中血液和尿液样本中,Vogesella、Cupriavidus是标志物种(P<0.05)。口腔粘膜和唾液样本中,Streptococcus、Prevotella是标志物种(P<0.05)。4.在使用PICRUST2对微生物功能潜能预测中发现,食管鳞癌患者和健康受试者KEGG二级功能通路中,代谢通路占大部分(81%vs 80%)。血液、口腔粘膜、唾液、尿液、粪便样本之间相互比较发现,血液样本中,食管鳞癌患者微生物代谢通路中有84条通路较健康样本微生物代谢通路上调,20条下调,且差异具有统计学意义(P<0.05);口腔粘膜样本中,食管鳞癌患者Betalain-biosynthesis代谢通路上调(P<0.05);唾液样本中,食管鳞癌患者Betalain-biosynthesis、Limonene-and-pinene-degradation代谢通路上调(P<0.05);尿液样本中,食管鳞癌患者Indole-alkaloid-biosynthesis代谢通路上调(P<0.05);粪便样本中代谢通路无差异(P>0.05)。结论:1.属水平上,食管鳞癌患者局部环境中微生物组成前五位分别为Streptococcus,Cupriavidus,Vogesella,Acinetobacter,Sphingomonas。健康受试者局部环境中微生物组成前五位分别为Streptococcus,Ochrobactrum,Sediminibacterium,Rothia,Prevotella。2.食管鳞癌患者和健康受试者局部环境中的微生物存在差异。健康样本局部环境微生物组成的多样性、丰富度、覆盖度高于食管鳞癌患者局部环境微生物。3.食管鳞癌患者和健康受试者中血液、尿液微生物组成相似,二者比较发现,食管鳞癌患者Vogesella、Cupriavidus明显高于健康人群,存在显著性差异;口腔粘膜和唾液样本微生物组成相似,食管鳞癌患者Streptococcus、Prevotella明显高于健康人群,存在显著性差异。4.应用KEGG富集分析显示,食管鳞癌患者及健康人群中优势菌属可导致食管上皮细胞的代谢通路改变,而粪便样本代谢通路无差异。