《Clínica e Investigación en Arteriosclerosis (English Edition)》:Application of high-throughput sequencing to the study of the main bacterial populations in carotid stenosis
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通过宏测序技术分析颈动脉斑块及血清中的菌群组成,比较症状有/无患者差异,结果显示斑块以拟杆菌门和金黄色葡萄球菌为主,血清以拟杆菌门和变形菌门为主,但未发现显著差异,提示细菌组成可能与斑块稳定性无关,但潜在关联需进一步研究。
Alessandra Franze’|Emma Plana|Nuria Jiménez-Hernández|Alejandro Artacho|Javier Pons|Andrés Moya|Alex Mira|F. Xavier López-Labrador|Manuel Miralles
基因组学与健康领域,FISABIO-公共卫生部门,瓦伦西亚生物医学与健康研究基金会,西班牙瓦伦西亚
摘要
引言
几十年来,人们一直在研究病原体在动脉粥样硬化发展中的潜在作用。一些先前的研究已经成功地在动脉粥样硬化斑块中检测到了病原体的存在。然而,这些研究大多旨在检测特定种类的病原体。组学技术的应用使得能够分析样本中的全部微生物谱型。在动脉粥样硬化斑块的特定情况下,研究细菌负荷的组成有助于阐明感染与动脉粥样硬化之间的可能关系,并确定是否存在与不稳定斑块相关的细菌谱型,从而判断缺血事件的风险。
方法
我们分析了近期出现神经系统症状的患者以及无症状患者(对照组)的颈动脉粥样硬化斑块(N=57)和血清(N=54)的横截面样本。通过酶消化和均质化从样本中提取核酸;对于斑块样本,还额外使用了I型胶原酶进行处理。随后使用Illumina Miseq平台对细菌核糖体RNA(16S-rRNA基因)进行了扩增和大规模测序。生物信息学分析用于确定分类组成,生物统计学分析用于识别显著的微生物分类单元,所有分析均在R环境中完成。作为污染控制标准,当细菌种类比例相对于阴性对照样本达到或超过10时,被视为具有统计学意义。
结果
两种类型的样本中细菌16S-rRNA的含量都非常低。从α多样性和β多样性来看,斑块和血清中的细菌组成存在差异;然而,我们并未观察到有症状患者和无症状患者样本之间的显著差异。斑块中最丰富的门类是Firmicute,属则是Staphylococcus。在Staphylococcus中,我们发现16S-rRNA与3个物种(S. epidermidis、S. caprae和S. capitis)具有100%的相似性。在血清中,最丰富的门类是Firmicutes和Proteobacteria,其中Streptococcus是最主要的属,其16S-rRNA与20种口腔链球菌具有100%的相似性。
结论
我们成功应用了大规模测序技术来检测接受颈动脉内膜切除术患者的动脉粥样硬化斑块和血清中细菌种类的存在及其相对丰度。我们未发现有症状患者和无症状患者在主要细菌属方面存在显著差异,因此无法确定细菌组成与动脉粥样硬化易感性之间的直接联系。然而,不能排除动脉粥样硬化与斑块和血清中葡萄球菌及链球菌的存在之间存在关联的可能性。