肺癌患者及健康对照人群血液及肠道菌群比较研究

肺癌患者及健康对照人群血液及肠道菌群比较研究目的:肺癌是目前中国居民死亡率最高的癌症,吸烟是肺癌最主要的致病因素,此外工业接触、大气污染以及基因突变也是导致肺癌发生的原因。而微生物感染是导致癌症病死率升高的主要原因之一。

近年来,多项研究表明,肠道菌群与肺癌的发生及发展相关。已有研究表明在肺癌患者唾液、支气管肺泡灌洗液及肺癌组织中的菌群与对照组菌群之间存在差异,这种菌群的失调可能促进了肺癌的发展。

本研究旨在比较肺癌患者与健康对照人群血液及肠道菌群的分布差异,为进一步在肺癌治疗的临床应用提供新的选择。方法:本研究收集肺癌患者及健康对照人群的血液及粪便标本,分别提取两组的血液和粪便样本中的DNA,对16S rDNA V1V2区进行PCR扩增,建立文库,采用Illumina测序平台进行测序,应用QIIME 软件进行后续分析。

(1)通过绘制OTU稀释曲线来评价样本测序量是否能够反映菌群的绝大部分信息,同时还可以用来比较不同的样本中物种的丰富度;(2)通过Alpha多样性评价一个特定区域或者生态系统内的多样性,即样本内多样性;(3)通过Beta多样性评价样本与样本之间的多样性,以此反映每个样本组内、各样本组间的物种群落组成差异的大小;(4)通过LEfSe对肺癌组和健康对照组进行分析,找到组间在丰度上有显著差异的物种,即生物标志物(biomarker);(5)通过KEGG代谢途径差异分析群落样本在适应环境时代谢过程的变化。P<0.05为具有统计学差异。

结果:本实验自2017年2月至2017年5月于我院及外院共入组38名肺癌患者,30名健康对照志愿者。通过对肺癌患者组和健康对照组测序结果的分析可知,本实验测序结果可靠,测序深度达到标准,能够准确的反映出肺癌组和健康对照

组血液及粪便样本中菌群的绝大部分信息。

健康对照组血液菌群的Shannon-Weiner指数高于肺癌组的血液菌群

(P=4.83×10^6,P<0.05,Wilcoxontest),说明健康对照组血液菌群的多样性和丰度分配优于肺癌组。PCoA分析结果显示,肺癌组和健康对照组的血液菌群和肠道菌群有显著差异,这可能与血液菌群和肠道菌群所存在的环境不同有关。

通过LEfSe分析,发现肺癌组和健康对照组的生物标志物有明显的不同。与健康对照组相比,发现肺癌组中有几个菌种显著富集。

属Faecalibacterium和Ruminococcaceae仅在肺癌患者的血液样本富集。此外,在肺癌组的血液样本和粪便样本中,毛螺菌科、肠杆菌科和梭菌目均显著富集(LDA>3)。

表明两组在血液菌群和肠道菌群中菌种的多样性与丰度分配均已经发生了显著性的变化。最后,我们使用STAMP软件来比较健康对照和肺癌患者之间的KEGG通路的不同,发现在肺癌组和健康对照组之间有25个通路是存在显著差异。

结论:肺癌患者和健康对照人群血液及粪便样本中菌群分布存在一定差异,这种差异可能在肺癌发生、发展过程中起一定作用。