利用高通量测序技术分析阴道菌群多样性与卵巢良恶性肿瘤的相关性研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yedayong0007
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研究目的:该研究利用目前普及的高通量测序技术,分析正常健康女性、卵巢良性肿瘤和卵巢癌患者三者间阴道菌群多样性的差异,并结合三者间的临床生化指标分析阴道菌群与卵巢良性肿瘤和卵巢癌发生发展的关系,为揭示卵巢癌发生发展机制提供新的思考。方法:1.将研究对象入组并收集研究对象的阴道分泌物:在病人知情认可和签字同意的情形下,收集南昌大学二附院在2019年11月至2021年11月期间的正常健康女性、卵巢良性肿瘤及卵巢癌患者的阴道分泌物,并将它们分别命名为健康对照组(C Group,以下简称C组)、卵巢良性肿瘤组(BP Group,以下简称BP组)及卵巢癌组(OC Group,以下简称OC组),并将收集的阴道分泌物置于负80℃环境下冷冻保存,方便后续DNA的提取及测序。2.收集三组研究对象的临床生化指标:提取在我院电子病历系统中三组研究对象血清中的血红蛋白浓度(Hemoglobin)、中性粒细胞比率(Neutrophil ratio)、淋巴细胞比率(Lymphocyte ratio)、糖类抗原-125(CA-125)及糖类抗原-199(CA-199)值。3.利用高通量测序技术对阴道菌群DNA测序:该研究共纳入96例阴道分泌物标本为研究对象,分为三组,分别为C组32例,BP组32例,OC组32例。通过将收集的阴道分泌物及其临床生化指标进行匹配,发现健康对照组、卵巢良性肿瘤组及卵巢癌组三组中部分研究对象的临床生化指标未被完整纳入南昌大学二附院的电子病历系统中,因而去除了C组研究对象5例,BP组1例,OC组8例,并且在后续的DNA提取中,有6例C组和9例OC组的研究对象因提取DNA失败而被剔除。最后纳入的研究数为C组:21例,BP组:31例,OC组:15例,总共67例。将最终纳入的67例研究对象阴道菌群的DNA通过Illumina平台利用高通量的测序方法对DNA的V3-V4区测序。并且本文将高通量测序出的具体菌属中对人体有益处的细菌定义为“益生菌”,将对人体有害的细菌称为“病原菌”。再依据测序的结果对阴道菌群的多样性进行分析。4.统计学方法:采用R软件系统,对患者临床生化指标进行统计学分析;采用Graphpad prism 8.0软件对阴道菌群的多样性提供数据分析,并研究两者的相关性。结果:(1)三组临床生化指标的比较:(1)就血红蛋白浓度而言,三组均值分别为C组:126.7 g/L;BP组:120.3 g/L;OC组:114.8 g/L,且三组间的血红蛋白浓度呈现下降趋势,其中C组与BP组的P值<0.01;C组与OC组的P值<0.05,均有统计学意义,但BP组与OC组的P值>0.05,差异无统计学意义。(2)对淋巴细胞比率而言,三组均值分别为C组:40.6%;BP组:28.9%;OC组:19.3%,可以看出淋巴细胞比率在三组间也呈现出下降的趋势,其中C组与BP组的P值<0.0001;C组与OC组的P值<0.0001;BP组与OC组的P值<0.001,其差异均有统计学的意义。(3)于中性粒细胞比率而言,三组均值分别为C组:55.8%;BP组:63.6%;OC组:71.9%,可以看出中性粒细胞比率在三组间呈现出上升的趋势,其中C组与BP组的P值<0.01;C组与OC组的P值<0.0001;BP组与OC组的P值<0.01,其差异均有统计学意义。(4)对于糖类抗原-199(CA-199)而言,三组均值分别为C组:16.98 u/ml;BP组:40.45u/ml;OC组:68.91 u/ml,可以看出糖类抗原-199在三组间呈现出上升的趋势,其中C组与BP组的P值<0.01,其差异具有统计学意义;但C组与OC组的P值>0.05;BP组与OC组的P值>0.05,其差异均无统计学意义。(5)对糖类抗原-125(CA-125)分析,三组均值分别为C组:14.20 u/ml;BP组:36.89u/ml;OC组:412.55 u/m,可以看出糖类抗原-125在三组间呈现出上升的趋势,其中C组与BP组的P值<0.001;C组与OC组的P值<0.0001;BP组与OC组的P值<0.0001,其差异均具有统计学意义。研究对象临床生化指标中的中性粒细胞比率、淋巴细胞比率及糖类抗原-125均具有显著的差异,差异造成的原因可能是疾病本身的状态带来的。(2)三组阴道菌群的多样性比较:通过高通量测序来对阴道菌群的多样性进行分析,其中Chao 1指数、Shannon指数以及Simpson指数都是研究阴道菌群Alpha多样性的研究指标;而组间差异分析和主成分分析(PCA)是研究阴道菌群Bate多样性的研究指标;(1)就Chao 1指数而言:三组均值分别为C组:107.53;BP组:125.45;OC组:162.89,Chao 1指数呈现出上升的趋势,且三组间的P值=0.017,差异具有统计学意义;(2)对Shannon指数而言,三组均值分别为C组:0.93;BP组:1.76;OC组:2.04,Shannon指数同样呈现出上升的趋势,且三组的P值=0.044,差异具有统计学意义;(3)对于Simpson指数而言,三组均值分别为C组:0.25;BP:0.40;OC组:0.48,Simpson指数同样呈现出上升的趋势,但三组的P值=0.054,差异无统计学意义;以上的Alpha多样性数据表明,OC组阴道菌群的多样性均明显高于BP组及C组,且BP组阴道菌群的多样性明显高于C组。(4)通过组间差异分析和主坐标分析(PCA)的Bate多样性分析方法,结果表明三组个体之间阴道菌群的差异明显。(3)三组阴道菌群差异的属水平分析:三组阴道菌群的结构在整体上差异是明显的,属水平上的乳酸杆菌,在三组中的阴道菌群都具有明显的优势,但其余的菌属在三组的丰度较低,且均有所不同。本文将三者中均有明显优势的“益生菌”(乳酸杆菌),和部分“病原菌”(Megasphaera、Sneathia和Prevotella、以及Streptococcus)的菌群丰度做对比研究。其中“益生菌”在三组中所占的相对丰度分别为:C组:84.5%;BP组:52.2%;OC组:40.9%,其趋势是下降的,其中C组与BP组的P值<0.001,差异有统计学意义;C组与OC组的P<0.0001,差异具有明显的统计学意义;BP组与OC组的P值<0.0001,其差异同样具有明显的统计学意义。对部分“病原菌”分析,Megasphaera、Sneathia和Prevotella、以及Streptococcus的相对丰度无明显趋势表现,且其差异也无统计学意义。(4)阴道菌群多样性的差异与临床生化指标的相关性分析:(1)乳酸杆菌的相对丰度与糖类抗原-125比较,r值为-0.203,p值为0.097;乳酸杆菌的相对丰度和中性粒细胞比率比较,其r值为-0.271,p值为0.025,它们呈现出负相关的关系。(2)相较链球菌的相对丰度与糖类抗原-125而言,其r值为0.051,p值为0.684,链球菌的相对丰度和中性粒细胞比率比较,其r值为0.093,p值为0.457,它们呈现出正相关的关系。结论:(1)在正常健康女性与卵巢良性肿瘤及卵巢癌患者这三组阴道菌群多样性的对比中,发现这三组阴道菌群的多样性存在明显差异,且这三组中卵巢癌患者阴道菌群的多样性最高,卵巢良性肿瘤患者次之,正常健康女性最低。(2)阴道菌群中的“益生菌”(乳酸杆菌)相对丰度的下降与卵巢良恶性肿瘤呈现出正相关性;(3)阴道菌群紊乱后出现的炎症反应与卵巢良恶性肿瘤的发生发展可能相关联,但其具体机制尚待进一步研究证实。
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