呼吸道细菌群谱与支气管哮喘严重程度的分析研究

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背景:  支气管哮喘是一种异质性疾病,其包括复杂的病理生理机制及多种不同的哮喘表型。重症哮喘虽然占所有成人哮喘的比例不高,但对常规治疗效果差,易反复急性发作,其治疗及管理成为了一个重要的挑战。随着16SrRNA细菌测序技术的不断发展,多项研究发现支气管哮喘患者中下呼吸道微生物的组成在不同个体间、不同的哮喘表型中具有明显差异,与健康者的微生物组成也具有明显不同。而关于重症哮喘呼吸道微生物的研究尚少,同时目前关于呼吸道微生物的研究主要来自国外人群,关于中国重症哮喘人群的呼吸道群谱组成较非重症哮喘是否存在差异,目前尚不清楚。  目的:  比较重症哮喘较非重症哮喘及健康对照者间呼吸道细菌群谱组成的差异。  方法:  随机入组稳定期哮喘患者49例,健康对照组15例,哮喘组分为重症哮喘(24例)及非重症哮喘(25例),所有受试者分别行肺功能检测及诱导痰试验,成功收集的诱导痰组织行细菌基因组DNA提取及鉴定。经鉴定合格的DNA样品行细菌16S rRNA基因V3-V5区的扩增及文库构建。在Roche454FLX+平台(BGI,深圳)对扩增样品进行焦磷酸测序,测序所得数据与物种数据库进行比对,行细菌OTU的物种注释,分析重症哮喘较非重症哮喘及健康对照组间诱导痰细菌菌群的组成、丰度和多样性的差异。  结果:  1.与非重症哮喘组相比,重症哮喘组的年龄(52.0±9.3岁)、过敏史比例(64%)、诱导痰嗜酸性粒细胞比例[19.5(3.8-55.8)%]、哮喘持续时间[10.0(7.5-20.0)年]、每日吸入皮质激素剂量[1000(1000-2000)ug/d]及口服皮质激素剂量(12.3±4.1mg/d)较非重症哮喘组[44.0±12.4岁、50%、9.0(1.6-35.0)%、7.5(4.0-10.0)年、400(200-400)ug/d、0mg/d]明显增高,差异均有明显统计学意义(均p<0.05)。而重症哮喘组的肺功能FEV1%pred(57.2±13.5%)及ACT评分(21.4±2.2)显著低于非重症哮喘组(86.4±16.5%、23.6±1.4),差异均有明显统计学意义(均p<0.001)。  2.重症哮喘组、非重症哮喘组及健康组间细菌OTU总数、多样性指数及细菌门水平的丰度无明显差异。  3.在细菌科水平上,重症哮喘组的肠杆菌科丰度(1.34)及假单胞菌科丰度(1.49)显著高于非重症哮喘组(0.006、0.052),而健康组中紫单胞菌科丰度(7.69)显著高于非重症哮喘组(5.23)及重症哮喘组(5.24),差异均有明显统计学意义(均p<0.005)。  4.放线菌科丰度与诱导痰嗜酸性粒细胞(R=0.36,P<0.005),FEV1%pred与拟杆菌科丰度(R=0.335,P=0.05)均具有显著正相关。  5.主成分分析发现5种不同特征的主成分,其中PC1(重症哮喘为主,肺功能差);PC2(诱导痰嗜酸性粒细胞及放线菌科丰度增高);PC3(哮喘持续时间长,假单胞菌科及肠杆菌科丰度增高);PC4(年龄较大,存在鼻窦炎比例高及肠杆菌科丰度增加);PC5(过敏比例高及放线菌科丰度增加)。  结论:  较健康对照组相比,支气管哮喘存在不同的呼吸道细菌群谱组成;呼吸道细菌群谱组成与支气管哮喘的严重程度相关;呼吸道细菌群谱参与哮喘不同临床表型的构成。
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