基于下一代测序技术的希腊健康成人幽门螺杆菌阴性胃窦微生物组特征研究

《Pathogens》:Therapeutic Drug Monitoring of GS-441524 in Cats with Feline Infectious Peritonitis: Pharmacokinetic Variability and Implications for Dose Optimization Stephen W. Cooke, Rachael Hammond and Danièlle A. Gunn-Moore

【字体: 时间:2026年03月09日 来源:Pathogens 3.3

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  这篇研究通过下一代测序(NGS)技术首次描绘了希腊幽门螺杆菌(H. pylori)阴性个体胃窦微生物组的特征。研究发现,胃窦微生物组多样性丰富,主要由变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)主导,其中链球菌属(Streptococcus)和普雷沃菌属(Prevotella)是核心优势菌属。该结果为理解胃部微生态、探究H. pylori在其中的作用提供了重要的地区性基线数据。

  
引言
人体微生物组是一个庞大而复杂的生态系统,过去被认为无菌的胃部,如今也被证实拥有独特的微生物群落。自幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)被发现以来,针对胃部微生物组的研究日益深入。然而,胃部不同区域(如胃窦和胃体)的微生物组成是否存在差异,以及不同人群间的胃微生物组特征如何,这些问题尚未完全阐明。本研究旨在利用下一代测序(NGS)技术,首次对希腊幽门螺杆菌阴性成年人群的胃窦微生物组进行特征分析,以建立区域性参考基线,并评估其与全球其他人群数据的可比性。
材料与方法
研究共纳入9名成年希腊受试者,均接受胃镜检查。严格的排除标准被用于筛选参与者,包括近期使用质子泵抑制剂(PPIs)、抗生素、益生菌,以及有H. pylori感染史或根治治疗史等,以确保观察到的为原生胃微生物组。通过胃窦活检获取样本,利用培养法排除H. pylori感染。随后,使用DNeasy PowerSoil Pro Kit提取样本DNA,并针对16S rRNA基因的V3–V4高变区,在Ion Torrent?平台上进行测序。获得的原始序列经过质控、修剪和嵌合体去除后,使用R语言(vegan, phyloseq, ggplot2包)进行生物信息学和统计分析,包括微生物组成、相对丰度以及基于香农(Shannon)指数和逆辛普森(Inverse Simpson)指数的α多样性评估。
结果
在9名受试者中,女性占66.6%,男性占33.3%,平均年龄为58.8岁。内窥镜检查发现6人存在轻度胃窦红斑,但无人报告有急性胃炎症状或H. pylori感染史。
微生物组成与丰度:在所有分类水平上共识别出773个分类单元,包括19个门、150个科、213个属和391个种。在门水平上,最主要的三个门是变形菌门(Proteobacteria,36.92%)、厚壁菌门(Firmicutes,34.21%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,12.97%),三者合计占比超过80%。
在科水平上,链球菌科(Streptococcaceae,18.68%)、螺杆菌科(Helicobacteraceae,15.64%)、普雷沃菌科(Prevotellaceae,10.03%)和巴斯德菌科(Pasteurellaceae,7.38%)最为丰富,前四个科占总丰度的近50%。
在属水平上,链球菌属(Streptococcus,21.71%)、螺杆菌属(Helicobacter,18.39%)和普雷沃菌属(Prevotella,9.99%)是三个最主要的属,合计占相对丰度的一半左右。
在种水平上,丰度最高的三个种是幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,23.41%)、产黑色素普雷沃菌(Prevotella melaninogenica,7.54%)和牙周梭杆菌(Fusobacterium periodonticum,4.43%)。值得注意的是,几乎所有的H. pylori读数(108,233/108,411)都来自同一名70岁女性参与者的单个样本。
α多样性:基于属水平计算的α多样性指数显示,整个研究群体的微生物群落具有中等至高的丰富度和均匀度。中位香农指数为2.4,中位逆辛普森指数为7.4。样本S14和S24表现出最高的多样性,而样本S10的多样性值显著较低,表明其微生物丰富度较低。
讨论
本研究首次在希腊利用NGS技术揭示了幽门螺杆菌阴性个体胃窦微生物组的特征。结果显示,在门水平上,胃窦微生物组以变形菌门和厚壁菌门为主,其次是拟杆菌门、放线菌门、梭杆菌门和蓝藻菌门,这一发现与全球多项研究结果一致。在属水平,链球菌属、螺杆菌属和普雷沃菌属占据主导地位,合计约占丰度的一半,其次为奈瑟菌属、棒状杆菌属和嗜血杆菌属。优势种包括幽门螺杆菌、产黑色素普雷沃菌和牙周梭杆菌。
尽管样本中H. pylori被列为最丰富的物种,但该结果几乎完全归因于单个样本的异常高读数,这可能反映了分子方法的高灵敏度,也可能暗示了低水平定植、残留DNA或实验过程中的微量交叉污染,而非真正的生物学优势。α多样性分析表明研究群体拥有一个丰富且相对均匀的微生物群落。
与既往研究对比发现,胃微生物组在门水平上的模式在不同人群中较为保守,但在属、种水平上存在一定的地理和人群差异。例如,在西班牙、马来西亚、瑞典和中国人群的研究中,优势菌门相似,但优势菌属的排名和组成有所不同。饮食、年龄、性别、吸烟等因素可能对胃微生物组产生影响,但本研究样本量较小,未对这些变量进行深入分析。
结论
本研究表明,胃窦拥有一个多样且动态的微生物生态系统,其核心组成在全球不同人群中具有一定保守性,但也在细节上展现出地域特性。运用NGS技术能够比传统培养方法更全面、更灵敏地刻画这一复杂群落。在培养阴性样本中检测到幽门螺杆菌序列,凸显了分子方法的高灵敏度,也提示了低水平定植或残留DNA存在的可能性。对胃微生物组分类学结构及其功能潜力的更深入理解,特别是幽门螺杆菌在其中扮演的角色,有助于阐明胃部稳态维持、疾病发生及宿主-微生物相互作用的机制。未来需要整合宏基因组学、转录组学和代谢组学等方法的研究,以揭示这些微生物变化的生物学意义及其对胃生理和病理的影响。
局限性与展望
本研究存在若干局限性。首先,样本量较小,限制了评估年龄、性别、饮食、药物使用等次要变量对微生物组影响的能力。其次,采样仅限于胃窦区域,无法比较胃内不同生态位(如胃体、胃底)的微生物差异。最后,尽管NGS技术灵敏,但仍可能受低生物量污染等技术偏倚影响,并且单纯的分类学分析无法提供微生物功能信息。未来的研究应扩大样本规模,进行多区域采样,并采用功能组学方法,以更全面地解析胃微生物组在健康和疾病中的作用。
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