2018-04-28
派森諾(nuo)生(sheng)物與上(shang)海第一婦(fu)嬰(ying)醫院(yuan)合作(zuo)，在《International Journal of Cancer》（影響因子6.513）上(shang)發表文章，揭示子宮(gong)頸陰道微生(sheng)物群落和高危(wei)人乳頭(tou)瘤病毒感染(ran)之間的關(guan)聯(lian)。
研(yan)究背景
每年被(bei)(bei)診斷為(wei)宮(gong)頸(jing)(jing)癌(ai)(ai)(ai)(ai)的婦女數量與日俱(ju)增，宮(gong)頸(jing)(jing)癌(ai)(ai)(ai)(ai)是(shi)第三類(lei)常見(jian)癌(ai)(ai)(ai)(ai)癥(zheng)，也是(shi)世界上導致(zhi)婦女死亡的第四大(da)癌(ai)(ai)(ai)(ai)癥(zheng)。高(gao)危(wei)人(ren)乳頭(tou)瘤(liu)病(bing)毒感染和(he)鱗狀上皮(pi)內病(bing)變（SILs）及宮(gong)頸(jing)(jing)癌(ai)(ai)(ai)(ai)有密切(qie)的關(guan)聯，而宮(gong)頸(jing)(jing)病(bing)變是(shi)宮(gong)頸(jing)(jing)癌(ai)(ai)(ai)(ai)的前(qian)(qian)體細胞(bao)。高(gao)危(wei)（hr）人(ren)乳頭(tou)瘤(liu)病(bing)毒（HPV）感染與鱗狀上皮(pi)細胞(bao)病(bing)變（SILs）和(he)宮(gong)頸(jing)(jing)癌(ai)(ai)(ai)(ai)的臨床情況密切(qie)相關(guan)。前(qian)(qian)期研(yan)究表明在14種HPV分型(xing)中，HPV16，HPV52和(he)HPV58被(bei)(bei)國際癌(ai)(ai)(ai)(ai)癥(zheng)研(yan)究機構認為(wei)對(dui)于宮(gong)頸(jing)(jing)癌(ai)(ai)(ai)(ai)來說是(shi)高(gao)風(feng)險的，且這三種類(lei)型(xing)是(shi)常見(jian)的hrHPV類(lei)型(xing)，在患有HPV感染的上海婦女人(ren)群中占57.73%。
本文利用16S rRNA基因的(de)高(gao)通量(liang)測序(xu)，對(dui)280名感(gan)染某種hrHPV（HPV16、52或者58）婦女的(de)子(zi)宮(gong)頸陰(yin)道微(wei)生(sheng)物細菌組(zu)成(cheng)進行(xing)了研究，以便深了解子(zi)宮(gong)頸陰(yin)道微(wei)生(sheng)物組(zu)成(cheng)對(dui)導致SILs的(de)hrHPV感(gan)染類型的(de)影響。
研究方法
測序技術：Illumina MiSeq平臺
測序模式：16S rRNA V4-V5區
實驗設計：
研(yan)究結果
高通量測序數據
測序共獲得11,217,319條高質量序列，平均長度392 bp，每個樣本有40,205條reads，得到41,967個OTU。每個組（16SIL，52SIL和58SIL）平均注釋到879個類群。通過t檢驗，發現Nor組和SILs組在Chao1，ACE，Shannon和Simpson等α多樣性指數之間有顯著性差異，反應出hrHPV感染宮頸細胞的微生物多樣性要高于正常的宮頸細胞。
菌群分布與豐度
圖(tu) 子(zi)宮頸細(xi)菌群落(luo)分型分析(xi)
三組人群（16SIL，52SIL和58SIL）中，有6個門是優勢類群，Proteobacteria，Firmicutes，Actinobacteria，Bacteroidetes，Fusobacteria和Tenericutes在三組人群中的總體豐度分別達到96.9%，98.1%和97.6%。Proteobacteria和Firmicutes是大多數婦女樣本中的主要類群。
細菌群落分類
圖 不同分組中(zhong)子宮頸細(xi)菌群(qun)落代表性簇組成(cheng)圖
基于(yu)物種組成和(he)相對豐度將(jiang)子宮頸陰道菌群分為4大(da)類(lei)(lei)群。Lactobacillus crispatus在I類(lei)(lei)占主要地(di)位，Pseudomonas brenneri，P. putida，Atopobium vaginae，Burkholderia stagnalis，Rhodococcus erythropolis和(he)Prevotella bivia是(shi)II類(lei)(lei)的(de)(de)主要成員，L. iners是(shi)III類(lei)(lei)中的(de)(de)優勢(shi)物種，B. Stagnalis是(shi)IV類(lei)(lei)中豐度高的(de)(de)物種。大(da)多數的(de)(de)正常婦女樣本(ben)通(tong)常是(shi)以L. crispatus或L. iners為優勢(shi)物種。NMDS結(jie)果表明(ming)正常組和(he)hrHPV攜帶(dai)組的(de)(de)群落結(jie)構類(lei)(lei)似，ANOSIM檢(jian)測同(tong)時證明(ming)SIL組間樣本(ben)顯著分離。
每個SIL組的微生物菌落分類
在三個SIL組中，4種細菌類群的占比是不同。16SIL組中Nor樣本中的主要類群是IV類，16LSIL和16HSIL是II類，兩種類群占比超過了70%。在52SIL組中，小組中豐度大的是III類。在58SIL組中，58LSIL主要類群是II類和III類，58HSIL主要是III類和IV類。
SIL組微生物類群差異分析
圖 不同SIL組間屬水(shui)平上LEFSe差異(yi)分析
圖2d中說明II類和III類是主要的組成部分，II簇是16SIL組中主要類別，III簇是52SIL和58SIL組的主要類別。LEfSe結果表明在屬水平，三個組間的物種組成有顯著性差異。16SIL組有25個顯著差異物種，52SIL組有8個，58SIL組有3個。并且在種水平，也發現組間有56個顯著差異物種。這些差異物種可以認為是潛在的biomarker。PLS-DA模型分析得到76個屬的VIP值大于1，這些物種被認為是影響群落組成顯著差異的關鍵物種。在種水平，有124個物種在16SIL，52SIL和58SIL組中是有顯著差異，其中有6個物種的VIP值大于2。
重要核心微生物
圖(tu) SIL各(ge)子分(fen)組間韋恩(en)圖(tu)
16SIL，52SIL和58SIL組中分別有259，259和255個屬。其中三組樣本共有251個屬，豐度物種是Lactobacillus，Burkholderia和Pseudomonas。16SIL組中特有的是Coleofasciculus和Oribacterium，52SIL組中特有的是Motilibacter和Kaistia，58SIL組中特有的是Paludibaculum和Litorilinea。在種水平的韋恩圖中，16SIL，52SIL和58SIL組中分別有433，426和425個種。三組樣本中共有416個物種，16SIL，52SIL和58SIL組特有物種數分別是5，2和3個。圖4水平分析看出LSIL和HSIL分組分別有264個和268個屬，分組共有屬各234個和229個。這些差異物種可以作為鑒別不同hrHPV類型感染引起的組織學等級變化的指示物種。
SIL組間微生物類群互作網絡及功能分析
圖 細菌群落與人疾病相關的功能(neng)預測
種水平間物種間共現分析顯示除了16HSIL-52HSIL和58LSIL-58HSIL之間，其他兩組之間的微生物類群之間有共同出現的關系。利用三個SIL組中的豐度位于前50位的屬構建關聯網絡，一半以上的屬表現出負相關，且25個屬中有9個屬至少有3個互作關系。
PICRUSt分析發現數據共注釋到KEGG level2水平上超過41個分類。癌癥相關基因在SIL組中的豐度要高于Nor組，且Nor組和16HSIL組，16LSIL組和16HSIL組之間差異顯著。同時發現SIL組中，16HSIL和52HSIL組間，52HSIL和58HSIL組間以及16SIL和52SIL組間有顯著性差異。說明細菌組成的變動可以引起基因功能的顯著改變，這可能會影響SILs的形成。
總結：
通過高通量測序，分析患有不同類型（16、52或者58）hrHPV引起的SILs婦女的子宮頸陰道微生物菌群組成，結果表明某些微生物和特定hrHPV類型的SILs相關，說明子宮頸陰道微生物的組成影響了不同hrHVP類型的感染。同時進一步解決了三個問題：建立群落組成和單一hrHPV類型感染之間的聯系；鑒定識別每種hrHPV類型中某個特定的微生物模式并描述關鍵的微生物物種；構建不同代表性微生物物種和感染不同hrHPV類型之間的關聯。
參考文獻：
Huang X, Li C, Li F, et al. Cervicovaginal microbiota composition correlates with the acquisition of high-risk human papillomavirus types.[J]. International Journal of Cancer, 2018.
原(yuan)文鏈接：//onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ijc.31342
