基于16S rDNA测序分析脓毒症大鼠早期肠道微生态的变化

(整期优先)网络出版时间:2022-12-13
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摘要目的通过16S rDNA测序技术探究脓毒症大鼠早期肠道微生态变化。方法将60只雄性SD大鼠按随机数字表法分为盲肠结扎穿孔术(CLP)组和假手术组(Sham组),每组30只。CLP组采用CLP法制备脓毒症大鼠模型;Sham组只开腹但不进行盲肠结扎穿孔。术后24 h每组取8只大鼠肠道粪便及腹主动脉血,其余大鼠用于观察7 d存活情况。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平;对粪便样本进行16S rDNA测序,利用序列对比和聚类后获得的操作分类单元(OTU)信息进行多样性分析(α多样性和β多样性)、主坐标分析及线性判别分析效应量分析(LEfSe),观察脓毒症大鼠早期肠道微生态的变化并挖掘标志性菌群。结果制模后24 h,CLP组大鼠出现呼吸急促、毛发散乱等表现,且血清TNF-α水平较Sham组显著升高(ng/L:43.95±9.05比11.08±3.27,P<0.01);制模后7 d,Sham组大鼠全部存活,而CLP组大鼠累积生存率仅31.82%。多样性分析显示,Sham组与CLP组α多样性指标比较差异无统计学意义〔物种数量(个):520.00±52.15比492.25±86.61,Chao1丰富度估计量:707.25±65.69比668.93±96.50,Shannon指数:5.74±0.42比5.79±0.91,Simpson指数:0.93±0.03比0.94±0.05,均P>0.05〕;β多样性分析显示,无论是否根据OTU加权,组间差异均大于组内差异(丰度加权矩阵:R=0.23,P=0.04;丰度不加权矩阵:R=0.32,P=0.01)。门水平差异菌群分析显示,与Sham组相比,CLP组变形菌门和TM7菌门丰度显著升高〔18.100%(15.271%,26.665%)比6.974%(2.854%,9.764%),0.125%(0.027%,0.159%)%比0.018%(0.008%,0.021%),均P<0.05〕;在属水平上,CLP组螺杆菌属、钌杆菌属、颗粒链菌属、梭菌属ⅩⅧ等机会致病菌的丰度较Sham组显著升高〔5.090%(1.812%,6.598%)比0.083%(0.034%,0.198%),0.244%(0.116%,0.330%)比0.016%(0.008%,0.029%),0.006%(0.003%,0.010%)比0.001%(0%,0.003%),0.094%(0.035%,0.430%)比0.007%(0.003%,0.030%),均P<0.05〕,而拟普雷沃菌属、罗姆布茨菌属等益生菌的丰度较Sham组显著降低〔7.345%(3.662%,11.546%)比22.504%(14.403%,26.928%),0.113%(0.047%,0.196%)比1.229%(0.809%,2.290%),均P<0.01〕。LEfSe分析结果显示,厚壁菌门所属益生菌在Sham组显著富集,罗姆布茨菌是富集最显著的菌种;而螺杆菌属、颗粒链球菌属和梭菌属ⅩⅧ等机会致病菌在CLP组显著富集,螺杆菌_NGSU_2015为富集最显著的菌种。结论脓毒症早期大鼠肠道微生态结构显著改变,主要表现为拟普雷沃菌属等益生菌丰度显著降低,螺杆菌属等机会致病菌丰度显著升高。