帕金森病患者肠道普氏菌改变及其预测价值

更新时间:2023-05-28

【摘要】目的肠道菌群在帕金森病中具有重要作用,但具体改变及机制目前尚不明确。文中旨在探讨帕金森病患者肠道菌群特征,分析肠道普氏菌的改变及其在疾病中的作用。方法选取2017年6月至2018年1月湖北医药学院附属襄阳市第一人民医院神经内科就诊的46例帕金森病患者为帕金森组,及46例患者的健康配偶为对照组。收集粪便样本并提取DNA,进行宏基因组鸟枪法测序,通过生物信息学方法探究患者肠道菌群的变化,分析差异微生物在疾病中的功能和作用。结果帕金森组、对照组分别鉴定出334、369种细菌,其中304种细菌为2组共有。帕金森组、对照组分别包含30、65种特有菌种。帕金森组中普雷沃氏菌科、肠道普氏菌、脆弱类杆菌(9.70%、8.22%、1.00%)较对照组(16.16%、15.73%、3.63%)明显降低(P<0.05),粪便拟杆菌、大肠埃希菌和粪副拟杆菌明显升高(P<0.05)。相关性分析发现,肠道普氏菌与患者年龄(r=-0.126)、H-Y分期(r=-0.017)、UPDRS总分(r=-0.377)和UPDRSⅢ评分(r=-0.256)呈明显负相关(P<0.05)。肠道普氏菌、脆弱类杆菌、德克另枝杆菌、穗状丁酸弧菌和斯氏普罗威登斯菌构建随机森林模型用于疾病的预测,结果显示ROC曲线的AUC为0.794(95%CI:0.696～0.872)。功能分析发现,帕金森组肠道中与分支酸/芳香族氨基酸降解相关通路的相对丰度如对羟基苯乙酸乙酯通路[(0.030±0.007)%]和分支酸通路[(0.013±0.003)%]较对照组[(0.009±0.002)%、(0.004±0.001)%]明显升高(P<0.05),而合成相关通路如通路-6163[(1.090±0.043)%]、完整芳香族氨基酸通路[(1.062±0.036)%]和芳香族氨基酸通路[(1.064±0.039)%]较对照组[(1.213±0.035)%、(1.181±0.034)%、(1.179±0.033)%]明显减少(P<0.05)。帕金森组肠道功能的另一个显著改变是γ-氨基丁酸(通路-5022和谷氨酸脱氢酶Ⅰ通路)降解、碳水化合物代谢(葡萄糖通路)和无机营养代谢(通路-1533)相关通路较对照组明显增加。在维生素代谢方面,2组维生素B1合成增加,但帕金森组的合成通路(二磷酸硫胺通路、通路-6895)主要来自于大肠埃希菌,并且通路-7204较对照组明显升高。2组通路-5686、通路-6151和通路-7221差异有统计学意义(P<0.05)。结论帕金森病患者肠道菌群和功能通路明显改变,肠道普氏菌对疾病的发生和进展具有重要作用,可作为疾病的潜在生物标记物。

【关键词】 帕金森病 宏基因组 肠道普氏菌 疾病预测 功能通路

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