条文本gydF4y2Ba
文摘gydF4y2Ba
客观的gydF4y2Ba细菌发挥重要作用在发病及延续的肠道炎症炎症性肠病(IBD)。与克罗恩病(CD),生态失调被更好的特征,在溃疡性结肠炎(UC),只有小群体研究和显示冲突的数据。因此,我们评估群体如果CD中描述的微生物签名也出现在加州,如果我们可以在加州大学描述主要生态失调。评估功能失调的影响,我们量化细菌代谢物。gydF4y2Ba
设计gydF4y2Ba主要微生物群从127年UC患者和87年年龄和sex-matched控制进行了分析使用变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析。使用实时PCR定量差异验证。代谢物是量化使用气相色谱分析-质谱法。gydF4y2Ba
结果gydF4y2Ba基于DGGE分析、微生物签名之前描述的CD没有出现在加州大学。实时PCR分析显示大量的较低gydF4y2BaRoseburia hominisgydF4y2Ba(p < 0.0001)gydF4y2BaFaecalibacterium prausnitziigydF4y2BaUC患者(p < 0.0001)与控制。两个物种与疾病活动表现出负相关。短链脂肪酸(SCFA)减少在UC患者(p = 0.014),但SCFA之间没有直接的关联,发现细菌被发现。gydF4y2Ba
结论gydF4y2BaUC患者的粪便微生物群的构成与健康个体的不同:我们发现减少gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba和gydF4y2BaF prausnitzii,gydF4y2Ba两个知名butyrate-producing细菌壁厚菌门的门。这些结果强调的重要性在IBD失调,但表明,不同种类的细菌导致加州大学和CD的发病机制。gydF4y2Ba
- 肠道细菌gydF4y2Ba
- 溃疡性结肠炎gydF4y2Ba
来自Altmetric.com的统计gydF4y2Ba
本研究的意义gydF4y2Ba
已知在这个问题上是什么?gydF4y2Ba
肠道微生物群发挥重要作用在发病及延续的慢性肠道炎症,炎症性肠病的见证。gydF4y2Ba
在CD患者中,一个特定的生态失调一再被记录下来。在UC患者中,数据是有限的和矛盾的。gydF4y2Ba
肠道细菌产生的短链脂肪酸发挥免疫调节和抗炎作用。UC患者粪便丁酸盐和高乳酸水平较低。gydF4y2Ba
有什么新发现吗?gydF4y2Ba
CD-dysbiosis签名的特征gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba,gydF4y2BaB adolescentisgydF4y2Ba和gydF4y2BaR gnavusgydF4y2Ba不是在UC患者主要的检索分析,表明不同物种驾驶失调在CD和加州大学。gydF4y2Ba
微生物组成的UC患者与健康受试者的减少gydF4y2BaR hominis,gydF4y2Babutyrate-producing细菌壁厚菌门的门gydF4y2Ba
我们第一次表现出逆相关性dysbiosis-driving物种和加州大学的疾病活动。gydF4y2Ba
它会如何影响临床实践在可预见的未来吗?gydF4y2Ba
减少gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba和gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba定义了加州大学生态失调。这些物种可以用来恢复和维持平衡的UC患者选择性益生菌的微生物群,益生元和/或synbiotics。gydF4y2Ba
介绍gydF4y2Ba
肠道微生物群的重要的代谢,保护和营养功能的主机上。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba在人类积累的数据表明,微生物群的组成和多样性改变患者的炎症性肠病(IBD)。全基因组关联研究和最近完成了immunochip项目已经确定了160多宿主的遗传变异。许多人参与传感和消除微生物的化合物。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba然而,显著降低同卵双胞胎在溃疡性结肠炎(UC)和合率相比,克罗恩病(CD)表明一个更大贡献加州大学的环境因素。gydF4y2Ba3gydF4y2Ba,gydF4y2Ba4gydF4y2Ba最有说服力的证据来自实验动物模型显示没有结肠炎在无菌环境中培养和发展只有细菌殖民化后结肠炎。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba6gydF4y2Ba此外,转移粪流防止复发的CD和发病pouchitis手术后,关闭后只和炎症发展临时回肠造口术。gydF4y2Ba7gydF4y2Ba,gydF4y2Ba8gydF4y2BaIBD患者也显示增加粘膜免疫球蛋白分泌和代粘膜T淋巴细胞对共生的微生物群。gydF4y2Ba9gydF4y2Ba,gydF4y2Ba10gydF4y2Ba尽管越来越多的证据作用的细菌在IBD的发病,没有令人信服地显示为单一病原细菌疾病的原因。相反,一个不平衡保护和有害细菌,也称为生态失调,已经建议。文化相关的以及独立技术表明,细菌浓度增加而细菌多样性降低。gydF4y2Ba16gydF4y2Ba定性和定量减少壁厚菌门的门一再被证实在CD患者。gydF4y2Ba17日至19日gydF4y2Ba这组包含butyrate-producing细菌包括gydF4y2BaFaecalibacterium prausnitziigydF4y2Ba的主要细菌gydF4y2Baleptum梭状芽胞杆菌gydF4y2Ba系统组。gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba减少gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba是最复制特有的发现到目前为止在CD和确认在粪便和粘膜样本。gydF4y2Ba17gydF4y2Ba,gydF4y2Ba研讨会gydF4y2Ba的抗炎作用gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba通过分泌代谢物被认为行为,这可以阻止核转录因子k B激活和引发。gydF4y2Ba21gydF4y2Ba
我们最近表明,五个细菌物种描述失调CD,即减少gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba,gydF4y2Ba双歧杆菌adolescentisgydF4y2Ba,gydF4y2BaDialister invisusgydF4y2Ba和一个uncharacterised种gydF4y2Ba梭状芽胞杆菌gydF4y2Ba集群XIVa和增加gydF4y2Ba瘤胃球菌属gnavusgydF4y2Ba。gydF4y2Ba24gydF4y2Ba这种细菌签名指向缺乏butyrate-producing细菌疾病的发病机理。gydF4y2Ba
减少肠道生物多样性可能也存在于UC患者但不具体的观察。gydF4y2Ba25gydF4y2Ba与CD,在加州大学不是一个详细的生态失调的研究。gydF4y2Ba11gydF4y2Ba先前的研究进行了小群和使用各种不同的方法和采样协议。gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,gydF4y2Ba26gydF4y2Ba因此,结果是矛盾的。大多数报道观察是减少成员属于厚壁菌门和拟杆菌门后粪便和粘膜分析。gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,gydF4y2Ba17gydF4y2Ba,gydF4y2Ba26gydF4y2Ba加州大学双胞胎的粘膜微生物群显示失调,主要特点是增加变形菌门和放线菌。gydF4y2Ba27gydF4y2Ba相比之下,缓解加州大学双胞胎没有歧视来自健康对照组。gydF4y2Ba28gydF4y2Ba在活跃的UC患者,增加硫酸盐还原细菌。gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba此外,兼性厌氧细菌浓度的增加。gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba
在本研究中我们提出,在加州大学病理生理学失调也很重要,可能部分重叠的失调在CD。我们因此评估微生物签名是否先前描述的CD也出现在加州大学。第二,我们执行一个粪便微生物群落分析群体的UC患者定义UC-specific失调。为此,我们研究了不同粪便细菌UC患者和健康人的成分。第三,我们量化代谢产物所产生的细菌物种驾驶失调评估功能的影响观察生态失调。最后,我们研究了dysbiosis-defining物种及其代谢物的数量是否与结肠炎的严重程度相关。gydF4y2Ba
方法gydF4y2Ba
病人gydF4y2Ba
所有参与者招募通过鲁汶大学医院(比利时)。病人和健康受试者比利时居民和西方饮食消费。参与者被排除在外,如果他们使用了抗生素,柳氮磺胺吡啶,益生菌和益生元在上个月前粪便取样,因为这可能会影响肠道微生物群。gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba,gydF4y2Ba32gydF4y2Ba这项研究是鲁汶大学的伦理委员会批准(比利时)(伦理委员会批准,544 S52 S53684)。书面知情同意是由所有参与者之前收集的样本。gydF4y2Ba
我们收集了127 UC患者的粪便样本(39活跃的梅奥(2 - 3)和88缓解(梅奥0 - 1))和87年年龄和sex-matched健康对照组。健康控制队列包括51名健康对照组和36伙伴的UC患者的影响。健康伙伴暴露在相同的环境和共享相同的饮食习惯。参与者的特点提出了gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
疾病活动在加州大学的定义使用部分梅奥的分数作为内窥镜检查没有系统地进行粪便取样日期。在61名(48%)UC患者的一组中,内镜是可用的。gydF4y2Ba
此外,我们收集到一个独立的验证组粪便样本77 UC患者(48活跃的加州大学(梅奥2 - 3)和29缓解加州大学(梅奥0 - 1))和75名健康对照组(68名健康对照组和七个健康伙伴)。内窥镜检查在69年可用UC患者(89%)。介绍了特征gydF4y2Ba补充表gydF4y2Ba1(网上)。gydF4y2Ba
样品和DNA提取gydF4y2Ba
新鲜大便在家里储存在4°C,但提供24小时内立即整除的实验室被存储在−80°C DNA提取和短链脂肪酸(SCFA)分析。粪便细菌的DNA提取使用修改的投手的方法gydF4y2Ba等gydF4y2Ba33gydF4y2Ba由Vanhoutte如前所述gydF4y2Ba等gydF4y2Ba并存储在−80°C。gydF4y2Ba34gydF4y2BaDNA完整性评估通过加载5µL DNA 1%琼脂糖凝胶与溴化乙锭染色。提取的DNA的纯度和浓度测量使用紫外吸收260/280和230/280 nm比率(NanoDrop分光光度计;等基因生命科学、Temse、比利时)。gydF4y2Ba
标准化比较样品与不同含水量,防止虚假低导致腹泻、干重量测定lyophilising 0.2和0.5 g之间精确称重部分复制。preweighed样本在lyophilisator干(基督,Osterode,德国),重了。粪便干重表示为一个百分比。gydF4y2Ba
变性梯度凝胶电泳分析和分析gydF4y2Ba
扩增子的变性梯度凝胶电泳(DGGE)生成应用社区和普遍的细菌引物PCR(与GC夹和R518 F357)针对高变的V3的16 s核糖体RNA基因从粪便样本中提取细菌的DNA。扩增子的长度相同但是不同序列分离DGGE使用35 - 70%变性梯度。30毫升的PCR产品执行加载和电泳在70 V 990分钟60°C。每个凝胶包括三个标准参考通道包含12个细菌物种的扩增子正常化和凝胶之间的比较。DGGE凝胶是沾GelRed核酸凝胶染色(Biotium, VWR,鲁汶,比利时)30分钟,想起使用分子成像仪(ChemiDoc XRS成像系统;Bio-Rad,拿撒勒,比利时)。生成的主要微生物资料被处理BioNumerics V.4.6(应用数学、St-Martens-Latem、比利时)如前所述。gydF4y2Ba24gydF4y2Ba
简而言之,所有指纹档案都一致使用引用车道,然后比较。评估每个概要文件不同的乐队,乐队类所有概要文件使用,允许的最小变化乐队(少于总数的0.5%)每个类。每个乐队类相对强度的数值被导出的所有资料和进一步分析SPSS软件(SPSS V.20.0 Windows)。gydF4y2Ba
的提取和识别gydF4y2Ba
属于乐队的乐队感兴趣的类被切除,纯化和验证(如前所述)。gydF4y2Ba24gydF4y2Ba检查co-migration乐队,纯化乐队在DGGE分析运行调整变性梯度。纯化乐队和原始的指纹相同的样本分析在相同的凝胶,以检查正确切除。纯化乐队的身份和质量控制后,其DNA测序基因分析仪使用ABI棱镜3130(美国应用生物系统公司)。乐队的测序结果至少有四个相同的带类的UC患者首次对齐和四个控制确认他们是相同的。识别,在基因库的DNA同源性搜索数据库进行搜索。gydF4y2Ba
实时聚合酶链反应gydF4y2Ba
显著差异的存在或强度后细菌物种DGGE分析证实了实时pcr (RT)。量化的细菌DNA进行使用应用生物系统公司7500快速实时PCR系统(应用生物系统公司,根特,比利时)在7500年快速循环模式。底漆表达V.3.0软件(应用生物系统公司,根特,比利时)是用于开发一种特异的引物和探针定位RHOM_14695基因集gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba和16 s rRNA的基因gydF4y2Ba双歧杆菌longumgydF4y2Ba和gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba。所有的引物和探针用于本研究中列出gydF4y2Ba表2gydF4y2Ba。爆炸搜索被用来检查特异性的引物,并确保他们独特的目标。所有rt - PCR扩增的总量进行20µL /反应混合物4µL适当稀释的DNA, 10µL Taqman普遍PCR反应混合液(应用生物系统公司,根特,比利时),每个引物900 nM和150 nM小沟结合调查。放大和检测的条件包括一个周期在95°C 20分钟紧随其后的是45周期放大(3 s在95°C和30年代60°C)。在RT分析中,标准曲线是由连续稀释的基因组DNA控制应变(gydF4y2BaR hominisgydF4y2Baa2 - 183,gydF4y2BaB longumgydF4y2Ba197年液化沼气13,gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Baa2 - 165)的细菌的数量取决于板计数。文化是生长在媒介提供的供应商和孵化37°C在厌氧条件下。所有的量化进行了一式三份和验证最大变异小于0.5 Ct。Ct是用来计算细菌计数集落形成单位(CFU) / g(粪便)。细菌计数低于检出限16 CFU / g粪便可能不是真正的零个或不能被视为缺失值。因此,这些样本被赋予一个值对应于rt - pcr的检测极限分析。细菌数量表示为日志gydF4y2Ba10gydF4y2Ba每克粪便干重值。gydF4y2Ba
代谢分析gydF4y2Ba
乳酸测定gydF4y2Ba
dgydF4y2Ba和gydF4y2BalgydF4y2Ba乳酸酸浓度测定粪便样品中使用酶比色测定(Biosentec,图卢兹,法国);250毫克粪便在三乙醇胺2×稀释缓冲(0.1米,pH值9.15)。样品在13 000 g离心5分钟在4°C。上层清液的补充与trichloric酸(10%最终浓度)和离心机,享年4500岁gydF4y2BaggydF4y2Ba在4°C为20分钟。gydF4y2Ba35gydF4y2Ba测量进行上层清液根据制造商的指示。光密度测量使用ELx808吸光度标仪(美国Winooski Bio-Tek仪器)设定在340海里。gydF4y2Ba
SCFA测量gydF4y2Ba
丙酸是由联合银行(比利时鲁汶)丁酸盐是由Devos-Francois(该市,比利时),醋酸和2-ethylbutyrate由默克公司(德国慕尼黑)。所有标准的分析质量(至少99%纯度)。硫酸钠(99%)是购自穿越有机物(Geel、比利时)和硫酸(99%)从Sigma-Aldrich (Bornem、比利时)。立即分析之前,粪便整除解冻和0.25 g粪便样本于4870年暂停µL水。2-Ethylbutyrate(40µL;0.25%)添加作为内部标准。电磁搅拌器,一撮硫酸钠和130年µL硫酸被添加到样品盐酸化解决方案,分别。防止交叉从一个到另一个样本,每个样本后水样提取。短链脂肪酸进行分析的气相色谱-飞行时间谱类型(跟踪GC, Thermoquest Rodano,意大利和颞部二世,热电子,圣何塞美国),这是耦合的在线purge-and-trap系统(速度,Teledyne Tekmar,梅森,美国)。gydF4y2Ba36gydF4y2Ba得到的色谱图加工使用AMDIS(自动质量光谱反褶积和识别软件,V.2.1)提供的国家标准与技术研究院(美国加州)。乙酸、丙酸和丁酸与适当的校正曲线获得量化使用内标定量。gydF4y2Ba
统计分析gydF4y2Ba
数据使用SPSS软件进行分析。非参数克鲁斯卡尔-沃利斯是用来比较多个组之间的粪便干重。差异存在的乐队使用皮尔逊χDGGE资料确定gydF4y2Ba2gydF4y2Ba测试。Mann-Whitney U带强度的测试进行了比较,比较细菌计数量化的rt - pcr在不同群体之间。疾病活动和细菌数之间的相关性评估肯德尔的τ(τ)相关系数。双变量分析是用来评估species-species和species-metabolite数量之间的相关性(斯皮尔曼相关系数ρ,ρ)。偏最小二乘判别分析(PLS-DA)都使用了辨音器V.9.7(照片背面,奥斯陆,挪威)。这个多变量分析是用于集群根据相似之处带类微生物的概要文件。gydF4y2Ba
相同的单变量和二元分析是用来测试显著变化和代谢物的绝对浓度相关性。人口和临床变量的影响物种的数量第一次测试使用单变量(Mann-Whitney U测试)和双变量分析(斯皮尔曼的ρ或肯德尔的τ)。第二,独立的协会和混杂变量的影响评估使用线性回归模型和应用提出选择方法。多重共线性是探索通过确定方差膨胀因子(VIF)和公差值。VIF值大于10和公差值小于0.10共线性。统计显著性水平为p < 0.05。gydF4y2Ba
结果gydF4y2Ba
大便干物质含量gydF4y2Ba
标准化对比样本具有不同含水量和防止dilutional腹泻的影响,我们确定样品的粪便干重百分比。粪便干重显著降低在UC患者(平均22% (IQR 16.5 -27%)干重)相比,控件(中位数(IQR 22 - 32%)干重26%;p < 0.0001)。干重的患者更严重的疾病(最低gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)。因此,所有进一步的数据表达在粪便干重。gydF4y2Ba
在加州大学的主要细菌CD签名gydF4y2Ba
首先我们的DGGE档案两个对照组相比,健康受试者和合作伙伴的UC患者的影响。带类的分析后,我们没有发现差异的存在带或带强度。在进一步分析中,数据的控制组织的总和。gydF4y2Ba
总的来说,中间带强度的乐队属于细菌CD签名所示gydF4y2Ba表3gydF4y2Ba。我们分析了三个可培养细菌的DNA可以提取并经rt - pcr在前面的研究结果。gydF4y2Ba24gydF4y2Ba每一个物种的存在和强度的统计比较,gydF4y2BaF prausnitzii R gnavusgydF4y2Ba和gydF4y2BaB adolescentisgydF4y2Ba之间,没有明显不同的UC患者和控制(gydF4y2Ba图1gydF4y2BaB)。gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba在UC患者相比,控制减少的趋势意义(未修正的p = 0.053),我们用rt - pcr量化这个物种。的细菌数gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2BaUC患者显著较低(平均11.5 (IQR 10.3 - -12.3)日志gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便)比控制(平均12.2(差11.8 - -12.6)日志gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便;p < 0.0001,gydF4y2Ba图2gydF4y2BaA)。此外,有一个逆的数量之间的相关性gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba和疾病活动:细菌数在加州大学最低严重疾病患者(平均10.5(差10.2 - -12.2)日志gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便)相比,中度疾病(平均11.1(差9.6 - -11.8)日志gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便)和静止的疾病(平均11.7(差10.7 - -12.3)日志gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干燥的粪便,gydF4y2Ba图2gydF4y2BaB,τ=−0.156;p = 0.021)。gydF4y2Ba
具体主要UC患者的失调gydF4y2Ba
PLS-DA分析生成的聚类的控件,UC患者在缓解期和加州大学活动性疾病患者基于类似微生物概要文件(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba214 D)。分析了DGGE指纹识别了49带类。修正带类的数目后,两个带类UC患者和控制之间的显著不同:带类8.34显著降低在UC患者(pgydF4y2Ba相关系数gydF4y2Ba14.00 = 0.03)和带类展示了更高的强度在UC患者相比,控制(pgydF4y2Ba相关系数gydF4y2Ba= 0.01)(gydF4y2Ba表4gydF4y2Ba)。频率数据分析还显示显著减少的存在gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba在UC患者(65.4%)相比,控制(84.9%)(pgydF4y2Ba相关系数gydF4y2Ba= 0.013)和更高的存在gydF4y2BaB longumgydF4y2Ba在UC患者(59.1%)相比,控制(32.2%)(pgydF4y2Ba相关系数gydF4y2Ba= 0.01)(gydF4y2Ba图1gydF4y2BaC)。为了确定物种由乐队类8.34,从九UC患者和乐队乐队7控制纯化和检查co-migration乐队在45 - 55%梯度凝胶。乐队的净化是每个样本重复,直到一个乐队。净化的乐队呈现在35 - 70%凝胶与原样品他们切除的概要文件。序列的扩增子纯化乐队显示相同的序列长度,和爆炸分析显示100%同源物种gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba(NCBI的参考序列:NC_015977.1)。第二个乐队类14.00匹配一个乐队出现在标准的参考和可以分配给这个物种gydF4y2BaB longumgydF4y2Ba。爆炸的测序分析扩增子从10控制和六名UC患者显示100%的同源性,证实了我们的任务gydF4y2BaB longum (gydF4y2BaNC_017221.1)。gydF4y2Ba
作为加州大学两种确定主要的生态失调,rt - pcr用于量化gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba和gydF4y2BaB longumgydF4y2Ba。的数gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba显著低于UC患者(平均7.0 (IQR 4.7 - -7.8)日志吗gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便)相比,控制(平均7.9(差7.4 - -8.2)日志gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便;p < 0.0001,gydF4y2Ba图2gydF4y2BaC)的计数gydF4y2BaB longumgydF4y2Ba没有增加UC患者(平均8.1 (IQR 7.4 - -8.5)日志吗gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便)相比,控制(平均8.0(差7.4 - -8.3)日志gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便;p = 0.1,gydF4y2Ba图2gydF4y2BaD)。gydF4y2Ba
我们下一个评估疾病活动是否影响细菌的计数的计数,发现存在显著负相关关系gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba和疾病活动:细菌数在加州大学最低严重疾病患者(平均5.5(差4.4 - -7.5)日志gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便)相比,中度疾病(平均6.9(差4.5 - -7.3)日志gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便)和静止的疾病(平均7.1(差5.2 - -7.9)日志gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便;τ=−0.174,p = 0.014,gydF4y2Ba图2gydF4y2BaE)。没有观察数之间的相关性gydF4y2BaB longumgydF4y2Ba和疾病活动。gydF4y2Ba
此外,我们确定的影响几个人口和临床变量的计算gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba。只有疾病活动和持续时间的疾病表现出负相关的gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba在UC患者(τ=−0.174,p = 0.014,分别r =−0.2, p = 0.024)。5-ASA没有发现显著差异(p = 0.144),抗肿瘤坏死因子(TNF)药物(p = 0.126)和疾病程度(r = 0.382, p = 0.061)。此外,我们评估独立协会和测量计数的潜在混杂因素的影响gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba。在线性回归模型包括年龄、性别、体重指数、疾病的持续时间,药物(5-ASA、硫唑嘌呤和6 -巯基嘌呤、糖皮质激素和anti-TNF),疾病活动、疾病程度、吸烟和阑尾切除术。分析显示影响疾病的活动(p = 0.005,β=−0.249)和疾病持续时间(p = 0.021β=−0.201)的计数gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba,因此确认单变量、双变量分析的结果。VIF和宽容显示,没有疾病和疾病活动的持续时间之间的共线性(分别VIF = 1.6, 2.6和宽容= 0.39,分别为0.64)。gydF4y2Ba
最后,作为减少gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba在UC患者是我们的小说和关键的发现,我们量化这个物种在一个独立的验证队列。我们发现的显著减少gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba在UC患者(平均7.2 (IQR 4.7 - -7.9)日志gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便)相比,控制(平均7.7(差6.9 - -8.3)日志gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便;(见p = 0.02)gydF4y2Ba补充图gydF4y2Ba1,网上只)。同样地,我们证实了数的显著负相关关系gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba和疾病活动。静疾病患者有较高的细菌数(平均7.6(差6.4 - -8.6)日志gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便)相比,中度疾病患者(平均5.8(差4.7 - -7.5)日志gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便)和严重疾病(中位数6.1(差4.7 - -7.8)日志gydF4y2Ba10gydF4y2BaCFU / g干粪便;τ=−0.194,p = 0.03)(见gydF4y2Ba补充图gydF4y2Ba网上只有1 b)。gydF4y2Ba
量化细菌物种产生的代谢物驾驶失调gydF4y2Ba
获得功能的见解,我们测量了SCFA和主要代谢物鉴定细菌产生的。总的来说,总SCFA在UC患者显著降低。只有乙酸和丙酸浓度减少在UC患者(gydF4y2Ba表5gydF4y2Ba和gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba)。gydF4y2BadgydF4y2Ba乳酸酸和gydF4y2BalgydF4y2Ba乳酸酸被发现在非常低的浓度在UC患者和控制。两组之间他们的浓度没有变化(gydF4y2Ba表5gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
当评估疾病活动,我们只发现了一个显著相关的浓度gydF4y2BalgydF4y2Ba乳酸酸:gydF4y2BalgydF4y2Ba乳酸酸是最高的UC患者严重疾病(中位数0 (IQR 0 - 1.1)毫米)相比,中度疾病(中位数0 (IQR 0 - 0.7)毫米)和静止的疾病(中位数0(差0 - 0)毫米;τ= 0.209,p = 0.009)。gydF4y2Ba
获得进一步洞察功能我们观察生态失调的后果,我们相关计数每个细菌物种的代谢产物的浓度。的数gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba(r = 0.134, p = 0.051)gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba(r = 0.173, p = 0.011)只弱与丙酸的浓度测量与丁酸盐或酯(但不gydF4y2Ba图4gydF4y2Baa - b)。有趣的是,一个重要的数之间的相关性gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba和计数gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba被认为(r = 0.291, p < 0.0001,gydF4y2Ba图4gydF4y2BaC)。gydF4y2Ba
讨论gydF4y2Ba
在本研究中我们提出,生态失调是重要的不仅在CD还在加州大学病理生理学与失调,这种失调可能部分重叠在CD。因此,我们评估如果CD中描述的主要微生物签名我们以前也出现在加州大学。gydF4y2Ba24gydF4y2BaCD-associated签名的特征是五细菌物种,即减少gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba,gydF4y2BaB adolescentisgydF4y2Ba,gydF4y2BaD invisusgydF4y2Ba和一个uncharacterised种gydF4y2Ba梭状芽胞杆菌gydF4y2Ba集群XIVa和增加gydF4y2BaR gnavusgydF4y2Ba。相反,当我们评估可耕种的物种gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba,gydF4y2BaB adolescentisgydF4y2Ba和gydF4y2BaR gnavusgydF4y2Ba在目前的加州大学群,我们没有发现同样的签名在UC患者基于DGGE分析。我们的研究缺陷包括混合患者人群,治疗持续时间差异的潜在影响微生物群和缺乏饮食方面的信息。有可能,disease-relevant物种可能错过了使用DGGE代替焦磷酸测序。gydF4y2Ba
F prausnitziigydF4y2Ba是最复制导致的微生物群在炎症性肠病的研究中发现和减少被证实在粘膜和CD病人的粪便样本。索科尔gydF4y2Ba等gydF4y2Ba,gydF4y2Ba37gydF4y2Ba第一次确认gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba在CD,也研究了一小群UC患者和17日报道也减少活跃UC患者。据我们所知,我们的研究是第一次调查gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba在一大群只有UC患者。我们显示显著减少gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba在活跃的加州大学和控制确认这些发现在文献中。gydF4y2Ba37gydF4y2Ba此外,我们观察到显著负相关关系的疾病活动和计数的gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba,但即使在加州大学静止的疾病患者,计数的gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba还减少了。强大的抗炎效果gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba已经证明这两个gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba和gydF4y2Ba在活的有机体内gydF4y2Ba。gydF4y2Ba21gydF4y2Ba我们的发现表明这个物种的缺乏可能引起或增强炎症。gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba产生高浓度的丁酸盐。colonocytes这是一个重要的能量来源,这也让粘膜萎缩。因此,丁酸盐提高结肠的粘膜屏障功能。此外,丁酸展品免疫调节效果和有消炎的作用,因为它会使促炎细胞因子。gydF4y2Ba38gydF4y2Ba事实上,强大的抗炎效果gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba在CD没有那么多归因于丁酸,而是分泌代谢物阻断核转录因子k B激活和引发的分泌。gydF4y2Ba21gydF4y2Ba
另一个主要和小说在我们的研究中发现,我们能够识别两个细菌物种驾驶在UC患者的粪便微生物群失调。第一,gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba显示,主要(使用DGGE)和定量(使用rt - pcr)显著减少在加州大学,和一个逆相关性之间的观察gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba和疾病严重程度。据我们所知这从未被报告过。我们确认这些发现在一个独立的验证组和我们能够证实了我们的结论。最近的一项研究使用系统发育微阵列测量细菌组成,还发现减少的gydF4y2BaRoseburiagydF4y2Ba种虫害在UC患者中,这是符合我们的结果。gydF4y2Ba39gydF4y2Ba此外在这项研究中,作者在缓解患者两次采样,展示一个稳定的减少gydF4y2BaRoseburiagydF4y2Baspp。,表明永久的损耗gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba在静止的疾病患者。这些结果与意愿gydF4y2Ba等gydF4y2Ba28gydF4y2Ba没有找到减少吗gydF4y2BaRoseburiagydF4y2Ba属粘膜活检的UC患者结肠患者也CD。他们确实发现减少gydF4y2BaRoseburiagydF4y2Ba属从患者回肠粘膜活检CD。同样,双胞胎在加州大学学习描述粘膜失调,但没有发现任何减少gydF4y2BaRoseburiagydF4y2Ba。gydF4y2Ba27gydF4y2Ba一般来说,gydF4y2BaRoseburiagydF4y2Ba似乎有更突出的作用研究瞬态微生物群而附着微生物群。我们的结果显示抗炎机制与这些细菌有关。有趣的是,gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba就像gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba一个主要butyrate-producing细菌属于厚壁菌门的门。gydF4y2Ba40gydF4y2Ba更多的了解很少gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba,除了它还显示β-glucuronidase和β-glucosidase活动gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba。gydF4y2Ba41gydF4y2Baβ-Glucuronidases参与外源性物质的代谢,但也在一些有益的饮食化合物,特别是生物利用度的活性代谢物来自饮食化合物。gydF4y2Ba42-44gydF4y2Ba细菌的数量变化携带这些活动可能影响粪便葡糖苷酶活性的变化。宏基因组研究表明,大多数物种窝藏β-glucuronidase活动,属于gydF4y2Baleptum梭状芽胞杆菌gydF4y2Ba第四组(集群),其中一个组主要描述在IBD失调。gydF4y2Ba42gydF4y2Ba在CD,β-glucuronidase活动较低相比,控制。gydF4y2Ba45gydF4y2Ba
我们试图获得更多功能性视角观察到加州大学失调通过测量SCFA和乳酸在粪便样本。丁酸浓度,所产生的gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba和gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba在加州大学低但缺乏意义。Vernia等gydF4y2Ba艾尔gydF4y2Ba46gydF4y2Ba找到了加州大学的严重性和丁酸浓度之间的负相关,而举起和莫滕森gydF4y2Ba47gydF4y2Ba未能显示这种相关性,这是符合我们的发现。似乎减少丁酸盐吸收和减少丁酸氧化导致加州大学的丁酸盐代谢受损。gydF4y2Ba48gydF4y2Ba这也许可以解释为什么我们没有观察到减少粪便丁酸浓度UC患者在我们的研究中。醋酸、最突出的短链脂肪酸和主要产品gydF4y2BaB longumgydF4y2Ba,对降低肠道博士Tedelind很重要gydF4y2Ba等gydF4y2Ba49gydF4y2Ba显示醋酸消炎吗gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba。我们的结果显示一个显著降低醋酸在加州大学,但是没有醋酸浓度之间的相关性观察和计数gydF4y2BaB longumgydF4y2Ba。粪便丙酸的浓度也降低了在加州大学,但对丙酸,在炎症性肠病的研究是有限的。丙酸有抗炎属性等于丁酸。gydF4y2Ba49gydF4y2Ba,gydF4y2Ba50gydF4y2Ba最后,乳酸,产生的其他主要代谢物gydF4y2BaB longumgydF4y2Ba测量。这两个gydF4y2BadgydF4y2Ba乳酸酸和gydF4y2BalgydF4y2Ba乳酸酸细菌的代谢产物,乳酸积累UC患者的粪便。gydF4y2Ba47gydF4y2Ba,gydF4y2Ba51gydF4y2Ba我们发现的显著增加gydF4y2BalgydF4y2Ba乳酸酸同种型活动性疾病患者和控制,而gydF4y2BadgydF4y2Ba乳酸酸并没有增加。此外,gydF4y2BalgydF4y2Ba乳酸酸与疾病严重程度确认先前的研究结果。gydF4y2Ba46gydF4y2Ba,gydF4y2Ba47gydF4y2Ba总的来说,削减SCFA UC患者,无论程度的炎症。物种之间缺乏明确的相关性及其代谢物突出了肠道微生物群之间的相互作用的复杂性及其代谢物。强烈的积极联系butyrate-producing细菌计数,gydF4y2BaF prausnitziigydF4y2Ba和gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba,指出可能的添加剂或协同两个物种之间的关系。gydF4y2Ba
总之,我们表明,UC患者的粪便微生物群的构成与健康个体的不同:我们发现主要的减少gydF4y2BaR hominisgydF4y2Ba和gydF4y2BaF prausnitzii,gydF4y2Ba两个知名butyrate-producing细菌壁厚菌门的门。这些结果强调的重要性在IBD失调,但表明,不同种类的细菌在加州大学和CD的发病机制中发挥作用。gydF4y2Ba
确认gydF4y2Ba
作者要感谢Karen Windey索菲Organe,迎接Vandermeulen和塔玛拉Coopmans技术支持。gydF4y2Ba
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脚注gydF4y2Ba
贡献者gydF4y2Ba公里:研究概念和设计,采集的数据,分析和解释数据,起草的手稿,统计分析,和技术支持;乔丹:分析和解释数据,起草的手稿;SJ:技术支持;VDP:分析和解释数据,统计分析,起草的手稿;IA:分析和解释数据,起草的手稿;VE:技术支持、手稿的起草;VB;收集数据;KC:技术支持;FVI:重要的修订手稿的重要知识内容; KV: material support, critical revision of the manuscript for important intellectual content; MF: statistical analysis, critical revision of the manuscript for important intellectual content; JV: material support, critical revision of the manuscript for important intellectual content; PR: critical revision of the manuscript for important intellectual content; SV: study concept and design, acquisition of data, interpretation of data, drafting of the manuscript, obtained funding, material support and study supervision.
资金gydF4y2Ba这项工作是支持的Geconcerteerde Onderzoekacties(果)KU鲁汶(批准号果阿/ 11/015);乔丹,IA和MF博士后研究人员和SV的临床研究员基金科学Research-Flanders,比利时(FWO-Vlaanderen)。gydF4y2Ba
相互竞争的利益gydF4y2Ba一个也没有。gydF4y2Ba
病人的同意gydF4y2Ba获得的。gydF4y2Ba
伦理批准gydF4y2Ba这项研究是鲁汶大学的伦理委员会批准(比利时)(伦理委员会批准,544 S52 S53684)。gydF4y2Ba
出处和同行评议gydF4y2Ba不是委托;外部同行评议。gydF4y2Ba
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