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浙江大学李兰娟团队对COVID-19患者中口腔和肠道微生物群和脂质组的相关研究

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中国病毒学论坛 2021-04-15 15:37

新冠肺炎在全球迅速蔓延,造成1亿多人感染,200多万人死亡然而,作为新冠肺炎诊断的金标准,RT-PCR核酸检测受到质疑,其假阴性率至少为20%。因此,我们应当选择一种新方法。先前的研究报告了COVID-19在住院期间和康复后的肠道或气道微生物特征。然而,COVID-19和康复患者的口腔微生物群尚未报道。此外,微生物标记物作为一种非侵入性诊断工具已在许多疾病中建立。先前的研究通过16S rRNA MiSeq测序构建了基于5个肠道微生物标记的分类器。该分类器对COVID-19的诊断精度高,曲线下面积(AUC)高达0.89。然而,尚未评估口腔微生物组对COVID-19的诊断潜力。代谢物的变化可以反映疾病的进展短链脂肪酸(SCFAs)作为微生物组的脂质代谢产物,参与宿主细胞的基因表达、炎症、分化和凋亡。反过来,短链脂肪酸可以为微生物组提供能量,维持其生存。之前的一项研究描述了COVID-19患者的蛋白质组学和代谢组学特征,并将非重症和重症患者区分开来。然而,COVID-19患者和康复患者的脂质组学研究尚未开展

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2021年4月8日,浙江大学李兰娟团队在Gut在线发表题为”Six-month follow-up of gut microbiota richness in patients with COVID-19“的研究论文,在这项研究中应用16S rRNA MiSeq测序和脂质组学技术,对不同样本进行了COVID-19患者和康复患者的人体微生物组和脂质组学分析。

研究设计和流程图

本研究基于前瞻性标本收集和回顾性盲法评价设计原则前瞻性采集中国中部和东部地区3种类型共957份样本,包括舌包膜样本496份、粪便样本226份和血清样本235份。经过严格的纳入和排除标准后,纳入719份样本进行进一步分析。其中,2019年10月前在河南省采集健康对照(HCs)样本,隔离地区出院前2天采集康复患者样本。舌包衣样品和粪便样品进行16S rRNA MiSeq测序,血清样品进行超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)分析。收集并分析了临床数据和参与者的人口学特征。

首先发现了COVID -19相关口腔微生物组的成分和功能改变,确定了特定的微生物标志物,并构建了诊断模型,在中国两个不同地区的三个队列中取得了良好的诊断效果。令人信服的研究表明,口腔微生物组与病毒性疾病密切相关,可作为一种非侵入性诊断工具的特定疾病或病毒性疾病。先前的研究提出了口腔微生物诊断模型,并验证了其对类风湿关节炎(RA)的诊断效果。先前也研究了结肠直肠癌口腔微生物组改变,建立了基于16个口腔微生物标志物的诊断模型,取得了良好的诊断效果。

这项研究首先提出口腔微生物标志物可能是COVID-19潜在的非侵入性诊断工具。利用诊断模型首次提出并成功诊断出IgG阳性的SPs患者为COVID-19患者。每种疾病都有其独特的口腔和肠道微生物变化RA口腔微生物群失调表现为唾液乳杆菌增多,嗜血杆菌减少。卟啉单胞菌、单宁菌和梭菌在牙周炎中富集,发现IgG阳性SPs中的微生物变化与CPs一致,这支持从微生物组的角度用微生物模型诊断SPs为CPs的想法。微生物标志物结合RT-PCR技术可进一步提高对人群中潜在COVID-19患者的检测效果,减少感染源和传播范围。微生物群与疾病康复密切相关。RA和牙周炎患者的口腔微生物群失调在治疗后部分恢复正常,提示微生物群在恢复中起重要作用。这项研究首次报道了COVID-19康复期患者口腔微生物群和脂质组学特征,发现了可能参与COVID-19发展和预后的关键细菌和脂质分子。微生物群可能通过向血液中分泌脂质分子影响COVID-19的进展。同时在工作中报道了微生物组与脂质之间的相关性。口腔微生物组和肠道微生物组分别与白细胞、淋巴细胞等临床指标相关。随着微生物组影响疾病的可能机制的进一步研究,使用微生物辅助诊断、治疗和预后对COVID-19很有希望。

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