群落多樣性
基因功能挖掘
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PE150測序
《肝硬化中人體腸道菌群的變化》
肝硬化在世界范圍內(nèi)普遍存在,,許多慢性肝病最后會發(fā)展為肝硬化。本文通過對98例肝硬化患者和83例健康對照者的比較,,對肝硬化患者的腸道微生物群進行了描述,,并建立了參考基因集。
研究方法:
取材:收集了中國漢族123例肝硬化患者和114個健康人糞便樣本,,其中實驗階段98個肝硬化患者及83 個健康人的糞便樣本,;驗證階段收集了 31個健康人和25個肝硬化患者的糞便樣本。
測序:Illumina HiSeq2000測序平臺(PE100),,平均每個樣本4.75GB數(shù)據(jù)量,。
分析:數(shù)據(jù)質(zhì)控、序列拼接組裝,、基因集構(gòu)建,、群落結(jié)構(gòu)組成差異分析、基因豐度分析,、MGS分析,、組間功能和通路差異分析、疾病診斷模型建立,。
研究結(jié)果:
◎建立肝硬化患者腸道菌群基因集,分析得到肝硬化患者與健康人的菌落結(jié)構(gòu)存在顯著差異,,參與的信號
通路也有差異。
圖2. 肝硬化病人和健康人在不同分類水平上的物種豐度差異,。
相對于健康人,,在門、屬,、種水平上肝硬化病人豐度減少的物種(a)和豐度增加的物種(b)
◎ 通過聚類分析,,尋找與肝硬化密切相關(guān)的細菌,共找到66個物種(MGS),,其中38個細菌在健康人中富集,,
28個細菌在肝硬化病人中富集。
圖3. 分別在肝硬化病人和健康人中富集的物種
◎基于mRMR方法尋找到15個高特異性和靈敏度較高的微生物基因標(biāo)志物,,建立了識別肝硬化病人的診斷模型
?。≒DI),在驗證階段,,經(jīng)分析能夠利用此模型有效鑒定肝硬化患者,。
圖4. 基于標(biāo)記基因物建立疾病診斷模型,該模型能有效辨別肝硬化病人和健康人
肝硬化參考基因集包含269萬個基因,,36.1%是之前未公布的,。通過與2型糖尿病和炎癥性腸疾病基因集的比較,揭示了針對肝硬化病人基因和功能水平的生物標(biāo)記物,。找到一種只有15個基因構(gòu)成生物標(biāo)記物作為一個高精確的區(qū)分病人的指數(shù),。因此,,微生物靶向生物標(biāo)志物可能是一個用于診斷不同疾病的強有力工具。
參考文獻:
Nan Q, Fengling Y, Ang L, et al. Alterations of the human gut microbiome in liver cirrhosis. Nature.2014.