摘要
炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）是一种病因不明的慢性复发性肠道炎症性疾病。虽有研究表明肠道菌群失调及代谢异常与IBD相关，然肠道菌群参与IBD发病的确切机制不明，其是否与代谢紊乱“互扰”共同导致IBD也未可知。 目的： 通过检测分析IBD患者和健康体检者粪便标本中肠道菌群及其代谢产物的变化，筛选IBD致病菌，探讨丰度变化具有显著差异的菌群与其代谢产物之间的相互作用关系及其参与IBD的致病机制，寻找并验证表达差异显著的代谢产物，为IBD的临床诊疗提供新靶点。 方法： （1）收集IBD患者和健康体检者粪便样本各15例，通过16S rRNA测序和非靶向代谢组学分别检测肠道细菌生物多样性差异和代谢产物异常，筛选丰度变化显著的菌群和代谢产物，并对其进行KEGG功能预测。分析16S rRNA测序和非靶向代谢组学检测所得显著差异菌群及其代谢产物，筛查IBD主要病原菌并进行耐药性分析，筛选具有显著差异的代谢产物并进行进一步检测。 （2）采用spearman统计方法分析显著差异菌群—代谢物之间的相关性系数，探讨二者的互作关系及在IBD发病中的可能作用。 （3）利用qRT-PCR、Western-blot、免疫组织化学等技术分别检测临床IBD患者结直肠组织、IBD模型小鼠结直肠组织以及结肠上皮细胞中经非靶向代谢组学技术筛选出来的具有显著差异的胆汁酸受体FXR及TGR5的表达水平。 结果： （1）与健康体检组相比，IBD患者组肠道菌群α多样性指数（Chao、ACE等）显著下降（plt;0.05）；菌群结构差异明显；IBD患者组粪便中厚壁菌门、拟杆菌门、梭杆菌门、酸杆菌门等丰度明显减少，而大肠杆菌、变形菌门、放线菌等相对增加（plt;0.05）；显著差异菌群主要参与碳水化合物及氨基酸代谢、信号分子互作、免疫及感染等KEGG通路。大肠杆菌和肺炎克雷伯菌作为IBD的致病菌，对头孢类、单酰胺类、氨基糖苷类、碳青霉烯类抗菌药物敏感。 （2）IBD患者组共检测到89种显著差异代谢物（plt;0.05），主要包括脂质和类脂、有机酸、苯环及有机杂环、糖类多酮类化合物等；差异代谢物显著富集于ABC转运体、维生素代谢、初级胆汁酸合成、蛋白质消化吸收等KEGG通路。 （3）对3个显著差异菌属（乳杆菌属、迟缓埃格特菌、肠球菌属）的相对丰度和89个显著差异代谢物的表达量进行关联分析，共发现8对显著正相关的菌群-代谢物，和44对显著负相关的菌群-代谢物（plt;0.05）。 （4）具有显著差异的代谢产物FXR和TGR5在临床IBD患者结直肠组织、IBD模型小鼠结直肠组织及体外细胞模型中表达均下调。 结论： （1）肠道菌群失调与代谢紊乱显著相关，二者共同引起初级胆汁酸合成、维生素吸收及免疫等过程异常，最终导致IBD发生。调整大肠杆菌和肺炎克雷伯菌丰度为改善肠道代谢紊乱，缓解IBD提供新的治疗策略。 （2）胆汁酸受体FXR及TGR5调控的胆汁酸肝肠循环在炎症环境中发挥重要作用，聚焦肠道微生物-胆汁酸-FXR及TGR5轴为IBD的诊疗提供新思路。
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