专栏名称: 华大集团BGI
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华大通过宏基因组学揭示中国克罗恩病患者的肠道微生物特征

华大集团BGI  · 公众号  · 生物  · 2017-07-28 18:16

正文




近期,由华大基因研究院、深圳国家基因库和广州中山大学第六附属医院组成的研究团队,完成了首个中国人群的克罗恩病(Crohn’s Disease,CD)的宏基因组研究项目。该研究报导了克罗恩患者人群与正常人群的肠道微生物的组成及差异,也是迄今为止克罗恩病在宏基因组领域最大样品量的研究。此外,该研究还首次报导了克罗恩病可根据肠道菌群组成分成与疾病程度相关联的两组。其最新成果发表于GigaScience



克罗恩病是炎症性肠病的一种,可能累及胃肠道的任何部位,且病程多迁延,反复发作,不易根治。目前克罗恩病尚无根治的方法,许多病人出现并发症,需手术治疗,而术后复发率很高。克罗恩病的复发率与病变范围、病症侵袭的强弱、病程的延长、年龄的增长等因素有关,死亡率也随之增高。以往研究表明,肠道细菌和肠道黏膜之间相互影响,会调节肠道的免疫系统,并且失调的菌群会通过激活验证信号扰乱免疫功能。更有特定的致病菌被证实,比如粘附侵袭性大肠杆菌(Escherichia coli)和副结核分歧杆菌(Mycobacterium avium paratuberculosis)。之前基于16s的测序研究结果在物种分辨率和功能探索上都有所局限,因此,基于宏基因组测序的分析迫在眉睫。


专用肠内营养(Exclusive enteral nutrition,EEN)是一种针对克罗恩病的低风险、非侵袭性的治疗手段,需患者在治疗期间只服用特制的营养代餐粉。虽然临床上营养治疗手段有一定效果,但是其有效机制还是不清晰的。此前,针对小儿克罗恩病患者接受营养治疗的研究表明,微生物很有可能是治疗手段起效的中间桥梁。因此,建立克罗恩病、肠道微生物和营养治疗的关联将会为临床治疗起到指导作用。


为了系统地从肠道菌群的组成和功能方面对克罗恩病进行相关性研究,研究人员对49个克罗恩病患者、17个接受治疗后患者和54个健康人群的粪便样本开展了宏基因组关联研究。结果表明,克罗恩病患者在物种组成和菌群功能上存在失衡,这种失衡更是促进了炎症相关的六酰基化内毒素(hexa-LPS)的升高,抑制了短链脂肪酸(SCFA)的合成。营养治疗在一定程度上缓解了克罗恩病带来的功能紊乱,例如内毒素的合成和细菌分泌都受到了抑制,淀粉和蔗糖代谢能力以及细菌鞭毛组装能力也在营养治疗后有一定程度的恢复,这说明营养治疗调节了肠道菌群的功能。此外,菌群之间的关联也在营养治疗后更为密切、稳固。


本研究是首次针对克罗恩病患者的肠道微生物大规模宏基因组调研,旨在研究亚洲肠道微生物在克罗恩病的形成上的作用和分布。这些发现为后续开展克罗恩病的肠道微生物研究提供了详实的参考数据和结论,为相关疾病的预防、诊断和治疗提供新机遇。


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