运用16s rRNA和非靶代谢组学揭示肠道菌群在脓毒症免疫调节及器官损伤中的作用

作者：张萍; 杨磊; 卓玉珍; 崔凌志; 高巧营; 周旻; 戈立秀; 李家瑞^*

来源：中华危重病急救医学, 2023, 35(09).

• 脓毒症
• 16s RNA测序
• 代谢组学
• 肠道菌群
• 肠道代谢物

目的运用大鼠粪便16s rRNA测序和非靶向代谢组学分析脓毒症大鼠肠道微生物组成及代谢产物, 初步探究肠道菌群及其代谢物对脓毒症炎症反应和多器官损伤的影响及潜在机制。方法将10只健康雄性Wistar大鼠按随机数字表法分为假手术组(Sham组)和脓毒症模型组(CLP组), 每组5只。通过盲肠结扎穿孔术(CLP)建立脓毒症大鼠模型。制模后24 h处死动物, 取外周血采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清炎症因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)的含量;采用苏木素-伊红(HE)染色观察肺、肾组织病理改变并进行病理评分;取粪便样本, 采用16s rRNA高通量测序和非靶代谢组学筛选可能在疾病结局中发挥重要作用的微生物群、代谢物和信号通路;Spearman相关分析对肠道菌群与非靶向代谢进行联合分析。结果与Sham组相比, CLP组肺组织和肾脏组织病理损伤程度明显加重〔肺组织评分(分):3.60±0.80比0.00±0.00, 肾组织评分(分):2.40±0.80比0.00±0.00, 均P<0.01〕;外周血中TNF-α和IL-6含量明显升高〔TNF-α(ng/L):248.12±55.98比143.28±36.57, IL-6(ng/L):260.26±39.47比116.01±26.43, 均P<0.05〕;肠道菌群物种多样性显著降低;摩根菌属、拟杆菌属和大肠埃希菌-志贺菌属的相对丰度显著增加, 毛螺菌NK4A136属、瘤胃球菌属、罗姆布茨菌属和罗氏菌属的相对丰度显著降低;肠道微生物群苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成及胆汁分泌显著增加, 而初级胆汁酸生物合成显著降低;差异代谢物与差异菌群之间存在显著相关性。结论脓毒症可以造成大鼠肠道菌群和粪便代谢物特征发生明显变化, 该结果为寻求治疗脓毒症的新靶点提供了转化研究基础。

• 单位
  天津市南开医院; 天津医科大学