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目的:慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)在全球具有高发病率,因COPD急性加重需住院治疗导致患者经济负担增加,并影响患者生活质量。而慢性阻塞性肺疾病急性加重期(acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD)常合并其他肺部疾病,加重患者病情影响预后。本研究通过高通量测序分析AECOPD,AECOPD合并哮喘与AECOPD合并支气管扩张不同临床类型的痰细菌组及真菌组的组成特征及多样性差异,同时探究不同中性粒细胞淋巴细胞比值(neutrophil lymphocyte ratio,NLR)痰菌群特点。从而深入解析AECOPD不同情况下微生物组成特征及变化,为临床诊治提供微生物方向思路。
方法:于西南医科大学附属医院呼吸与危重症医学科收集诊断为AECOPD、AECOPD合并哮喘、AECOPD合并支气管扩张患者入院24小时内的痰液样品,同时收集患者临床资料。将痰样品依据纳入及排除标准筛选后分为AECOPD组(n=14)、AECOPD合并哮喘组(n=7)、AECOPD合并支气管扩张组(n=8)。AECOPD组内依据NLR中位数值分为高NLR组(High NLR,HNLR,n=7)与低NLR组(Low NLR,LNLR,n=7)。随后对痰样品进行基因组DNA提取,细菌选取V3-V4高变区进行16S rDNA(16S ribosomal Deoxyribonucleic Acid)高通量测序,真菌选取核糖体转录间隔1(Internal Transcribed Spacer1,ITS1)高变区进行高通量测序。对测序结果利用生物信息分析技术分析不同组间细菌及真菌构成,并进行α多样性和β多样性分析寻找组间差异。
结果:1.AECOPD、AECOPD合并哮喘、AECOPD合并支气管扩张三组门水平上优势菌群均为变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门。属水平上优势菌群均为链球菌属、嗜血杆菌属、奈瑟菌属。真菌方面,门水平上优势真菌为子囊菌门和担子菌门,属水平上为念珠菌属,但不同组间菌群丰度不同。2.疣微菌门、螺旋体门、互养菌门丰度在AECOPD与AECOPD合并支气管扩张存在差异(p<0.05),紫单胞菌科与莫拉氏菌属丰度在AECOPD和AECOPD合并哮喘具有差异(p<0.05)。而AECOPD真菌组中子囊菌门、担子菌门与AECOPD合并哮喘、AECOPD合并支气管扩张组间菌群丰度无显著差异(p>0.05),属水平上念珠菌属丰度也无显著性差异(p>0.05)。3.AECOPD合并哮喘和AECOPD合并支气管扩张患者痰细菌β多样性较AECOPD患者增高,真菌多样性无显著性差异。4.HNLR组门水平主要由厚壁菌门组成,而LNLR组主要由变形菌门组成。属水平HNLR组优势菌属为链球菌属,LNLR组优势菌属为嗜血杆菌属。两组间变形菌门、嗜血杆菌属、链球菌属丰度具有显著差异(p<0.05)。5.HNLR与LNLR细菌组多样性分析发现HNLR组Chao1和Ace指数较LNLR组高,LNLR组β多样性增高。真菌组分析发现HNLR与LNLR组α多样性无显著差异,LNLR组β多样性增高。
结论:通过高通量测序分析提高了菌群的检测,有利于不同组间菌群特征分析。AECOPD与AECOPD合并哮喘,AECOPD合并支气管扩张间痰细菌组构成及多样性具有差异。三组间真菌组菌群丰度不同,但菌群丰度及组间多样性分析无显著性差异。变形菌门、嗜血杆菌属、链球菌属丰度与AECOPD患者的NLR值具有一定相关性。
方法:于西南医科大学附属医院呼吸与危重症医学科收集诊断为AECOPD、AECOPD合并哮喘、AECOPD合并支气管扩张患者入院24小时内的痰液样品,同时收集患者临床资料。将痰样品依据纳入及排除标准筛选后分为AECOPD组(n=14)、AECOPD合并哮喘组(n=7)、AECOPD合并支气管扩张组(n=8)。AECOPD组内依据NLR中位数值分为高NLR组(High NLR,HNLR,n=7)与低NLR组(Low NLR,LNLR,n=7)。随后对痰样品进行基因组DNA提取,细菌选取V3-V4高变区进行16S rDNA(16S ribosomal Deoxyribonucleic Acid)高通量测序,真菌选取核糖体转录间隔1(Internal Transcribed Spacer1,ITS1)高变区进行高通量测序。对测序结果利用生物信息分析技术分析不同组间细菌及真菌构成,并进行α多样性和β多样性分析寻找组间差异。
结果:1.AECOPD、AECOPD合并哮喘、AECOPD合并支气管扩张三组门水平上优势菌群均为变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门。属水平上优势菌群均为链球菌属、嗜血杆菌属、奈瑟菌属。真菌方面,门水平上优势真菌为子囊菌门和担子菌门,属水平上为念珠菌属,但不同组间菌群丰度不同。2.疣微菌门、螺旋体门、互养菌门丰度在AECOPD与AECOPD合并支气管扩张存在差异(p<0.05),紫单胞菌科与莫拉氏菌属丰度在AECOPD和AECOPD合并哮喘具有差异(p<0.05)。而AECOPD真菌组中子囊菌门、担子菌门与AECOPD合并哮喘、AECOPD合并支气管扩张组间菌群丰度无显著差异(p>0.05),属水平上念珠菌属丰度也无显著性差异(p>0.05)。3.AECOPD合并哮喘和AECOPD合并支气管扩张患者痰细菌β多样性较AECOPD患者增高,真菌多样性无显著性差异。4.HNLR组门水平主要由厚壁菌门组成,而LNLR组主要由变形菌门组成。属水平HNLR组优势菌属为链球菌属,LNLR组优势菌属为嗜血杆菌属。两组间变形菌门、嗜血杆菌属、链球菌属丰度具有显著差异(p<0.05)。5.HNLR与LNLR细菌组多样性分析发现HNLR组Chao1和Ace指数较LNLR组高,LNLR组β多样性增高。真菌组分析发现HNLR与LNLR组α多样性无显著差异,LNLR组β多样性增高。
结论:通过高通量测序分析提高了菌群的检测,有利于不同组间菌群特征分析。AECOPD与AECOPD合并哮喘,AECOPD合并支气管扩张间痰细菌组构成及多样性具有差异。三组间真菌组菌群丰度不同,但菌群丰度及组间多样性分析无显著性差异。变形菌门、嗜血杆菌属、链球菌属丰度与AECOPD患者的NLR值具有一定相关性。