郭莹1 , 黄晓婕1 , 于译茜1 , 孙欣彤1 , 张宝金1 , 王岩1 , 曹洁1 , 文硕1 , 王欣1 , 李雨辰1 , 蔡思雨2 , 夏炜1 , 魏飞力3 , 段君义1 , 董昊知4 , 郭闪3 , 张凤秋5 , 郑东翔1 , 孙正5
1. 首都医科大学附属北京佑安医院
2. 首都医科大学附属北京儿童医院
3. 北京肝病研究所
4. 北京市大兴区中西医结合医院
5. 首都医科大学附属北京口腔医院
肛口的性交模式增加了MSM的HIV感染风险,更使得口腔与肠道的菌群产生了联系,进而影响着口腔的微生态环境。为了解HIV感染不同分期下的MSM人群唾液菌群的功能及代谢通路的改变和免疫状态与功能之间的关系,我们应用宏基因组学对功能深入分析,以揭示不同时期的MSM唾液菌群功能的演变对口腔及全身疾病发生、发展的微妙影响。
采集北京佑安医院感染中心MSM人群中的44名HIV阳性(CDC分期标准分4组:抗体检测阴性或不确定,HIV RNA阳性的急性期组;基于CD4计数≥500、200-499和<200个/μL或机会性感染的轻、中和重度免疫抑制组)和11名阴性受试者的静息非刺激性全唾液样本进行多样性MicroPITA分析,筛选出25个具有代表性的唾液样本(5例/组)进行DNA提取、构建PE文库,利用Illumina NovaSeq平台对唾液细菌微生物进行宏基因组测序分析。
⑴Pathway Lever 3水平上,五组唾液菌群的高丰度功能大致相同,如:氨基酸生物合成、ABC转运蛋白、核糖体和嘌呤代谢等。
⑵Heatmap中样本聚类关系可判断Pathway Lever 3水平的唾液功能变化特点:急性期-对照组、轻-中抑制组的细菌功能分别相近,而重度抑制组的功能差异最大。
⑶LEfSe Bar显示:Pathway Lever 3的急性期组的功能亢进最丰富(9个),表现在脂肪酸生物合成、脂肪酸代谢、丙酮酸代谢、生物膜形成—大肠杆菌、亨廷顿氏病、长寿调节途径、阿尔茨海默氏病、铂类耐药、沙门氏菌感染等代谢和人类疾病方面;轻度抑制期组最少(1个),为甘油酯代谢;同时,阳性四组在鞘脂代谢、长寿调节途径—多物种、过氧化物酶体、硫辛酸代谢等方面表现出功能的耗竭。
⑷相关性热图显示注释为DNA导向的RNA聚合酶亚基β'的K03046(rpoC 基因)与CD4呈正相关(r = 0.5188,P = 0.01909)。
⑸ipath代谢通路图示五组大部分通路共享;个别通路具有独有的集中表现:急性期组最丰富(二甲苯降解和[B]光合作用蛋白最突出),轻度抑制组线粒体中的脂肪酸延伸尤为显着,中、重度抑制组特征通路逐渐减少。
未治疗的 HIV-MSM 唾液菌群的高丰度功能与健康对照组大致相同,主要为调节代谢、环境基因和细胞信号通路。随着疾病进展,功能呈现缓慢而渐进的演变,重度免疫抑制期的功能障碍尤为凸显。HIV-MSM亢进的唾液菌群KEGG功能以高能量代谢和受限细胞调节为特征,急性期和AIDS期的感染与耐药、免疫细胞破坏的显著异常能够预示全身和口腔疾病的发展趋势。对代谢途径和特征酶的初步探讨也支持了唾液菌群参与并维持口腔功能的稳态,HIV感染促进能量代谢异常和毒力侵袭的理论。
 
    
