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美国国立卫生研究院与2007年底启动了人类微生物组项目（human microbiome project,HMP），口腔微生物组研究作为HMP研究重点项目之一，发现了更多的与人类口腔疾病存在密切关系的微生物种群，对不同疾病状态下口腔微生物提供了全面的认识。来自科威特的的科学家发现，以高血压、高血糖和肥胖为特征的代谢性疾病会导致口腔细菌的变化，并使患有该疾病的人面临更大的口腔健康欠佳的风险。 今天小编解读一篇利用16S测序研究系统性红斑狼疮和牙周炎患者龈下微生物的文章，纯16S测序的文章影响因子一般在3~5分左右，但这篇文章影响因子有8.497。文章从微生物的角度研究了两种疾病的相关性，可以为研究这方面的老师提供一个研究思路。 发表杂志：《Microbiome》 影响因子：8.497 研究背景  材料与方法 利用16S测序，扩增龈下牙菌斑DNA提取物的16S rRNA基因的V4区，比较52例SLE患者（35例伴有牙周炎，SLE-CP；17例无牙周炎，SLE-NCP）和52例正常对照HC（28伴有牙周炎，HC-CP；24例无牙周炎，HC-NCP）的龈下微生物群的组成。 研究思路： 研究结果 SLE患者发病率和严重程度更高 受试者的人口统计和临床特征分析结果（表 1）显示，67%的SLE患者患有牙周炎，比HC中患有牙周炎的比例（53%）显著升高。对于SLE患者，牙周探诊深度和牙周临床附着丧失程度均增加，表明SLE患者牙周炎更严重。HC-CP患者比HC-NCP患者牙菌斑指数显著升高，但在SLE患者中却没有出现这种现象。 表1 SLE患者和对照组临床数据统计信息 SLE影响口腔微生物的多样性 利用16S测序检测SLE患者龈下微生物组成是否发生改变，结果显示SLE患者发病部位的细菌数量要高于其他对照（图1a）。α多样性分析结果表明，在HC组中，牙周炎的存在导致微生物多样性增加；而SLE患者中，牙周炎却使微生物多样性减少（图 1b）。β多样性分析结果显示，与SLE-NCP相比，SLE-CP患者的细菌分类群和HC组具有更高的相似性，表明SLE-CP患者龈下微生物的异质性更低（图 1c）。 图1 SLE患者口腔微生物多样性分析 SLE患者口腔微生物生长异常 与HC-NCP组相比，SLE-NCP患者中，毛螺菌科（Lachnospiraceae）家族的比例增加，而鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas）的比例出现下降（图2A）。LEfSe分析代表性差异OTUs，结果表明，与HC-CP 组相比，SLE-CP患者中，龈炎普氏菌（Prevotella oulorum）、月形单胞菌（Selenomonas noxia）和放线菌TP073（Actinomyces IP073）等一些和疾病有关的细菌比例增加。而罗氏菌属（Rothia aeria）、链球菌（Streptococcussanguinis）和纤毛菌属（Leptotrichia）oral taxon A71等相对丰度出现下降（图 2B）。 图2 HC-NCP与SLE-NCP（A）、HC-CP与SLE-CP（B）的OTUs丰度和差异分析 在SLE患者中，表达丰度增加的细菌大部分属于厌氧菌(普氏菌、月形单胞菌和密螺旋体Treponema)，而HC组中相对丰度增加的主要是好氧细菌(罗氏菌、链球菌和嗜血杆菌Haemophilus)。 牙周病患者龈下微生物间具有相关性 牙周病是一种由多种微生物引起的疾病，所以研究龈下微生物的相关性是很重要的。相关性分析结果表明，在HC组中，有89种细菌表现出相关性，比如月形单胞菌属和牙龈卟啉单胞菌属（Porphyromonasgingivalis）、核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）和依赖杆菌属（Fretibacterium）等致病菌呈现正相关，而普氏菌和文氏密螺旋体（Treponema vincentii）等呈现负相关（图 3a）。SLE患者组中共有111种细菌表现出相关性，相较于HC组呈现出一个更大的相关性网络，龈卟啉单胞菌属和密螺旋体等表现出正相关，而副流感嗜血杆菌(H. parainfluenzae)和轻型链球菌（S. mitis）等表现出负相关。图3 龈下微生物相关性分析 龈下微生物和唾液细胞因子浓度、SLE系数的相关性分析通过检测唾液中的细胞因子研究细菌和局部炎症之间的关系，结果显示，相较于其他对照，SLE-CP患者中炎症细胞因子IL-6、IL-7和IL-33显著上调，而HC-NCP和HC-CP中的细胞因子水平没有表现出显著差异（图4）。在SLE患者唾液中，这些细胞因子的产生和一些细菌的相对丰度相关：月形单胞菌(IL-6 rho =0.42, IL-33 rho = 0.44, p <>)、齿垢普氏菌(IL-33 rho = 0.40, p <>)，殊异韦荣菌Veilonellaatypica (IL-33 rho = 0.50, p <>)和纤毛菌属(IL-17 rho = 0.4, p <>)。在SLE-NCP患者中，纤毛菌属也与IL-17相关(rho = 0.7, p <>)。 图4 SLE与细胞因子浓度相关性分析利用斯皮尔曼等级相关分析建立SLE患者龈下细菌分类群和SLE恶性程度的关系，分析结果表明普氏菌属的六个种与SLE疾病指数、炎症markers表现出相关性，依赖杆菌属口腔分类单元 BB62 、苛求依赖杆菌（F. fastidiosum）和 SLE duration具有相关性，而有害月形单胞菌（S. noxia）和CRP 水平具有相关性，牙龈卟啉单胞菌属和SLE duration、强的松（prednisone）累积剂量具有相关性（表 2）。 表2 慢性牙周炎患者中SLE指标与细菌种类的相对丰度之间的相关性分析
总结讨论  研究结果表明，相较于正常对照，SLE患者龈下细菌量和所占比例增加，更容易得牙周炎，并且牙周炎的恶性程度较高。口腔微生物群和口腔炎症有关，SLE-CP患者比HC-CP患者含有更高的IL-6、IL-7和IL-33（参与炎症反应的细胞因子）。SLE与微生物群的组成、表达差异有关，SLE患者牙周变化可能部分是由龈下微生物群的改变引起的。研究指出，需要密切关注SLE患者的牙周健康状况，在早期进行牙周治疗，包括龈下牙菌斑的去除。 Tips 微生物多样性测序是一种利用高通量测序技术对PCR所扩增的16S, 18S, ITS等微生物物种特征序列进行检测的研究方法。基迪奥生物能够提供物种组成分析、微生物多样性分析、物种关系分析、进化分析、甚至微生物功能分析等多方面的微生物群落相关的测序分析服务，助您攀登新的科学高峰。 参考文献： Corrêa J D, Calderaro D C, Ferreira G A, et al. Subgingival microbiota dysbiosis in systemic lupus erythematosus: association with periodontal status[J]. Microbiome, 2017, 5(1): 34. |
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