老年与中青年食管鳞癌患者食管菌群的宏基因组学对比研究

目的:探讨老年与中青年食管鳞癌（esophageal squamous cell carcinoma， ESCC）患者食管组织的菌群特征及差异，以助于研究老年ESCC患者潜在的生物标志物。方法:采用回顾性研究，选取2018年7月至2019年7月在湖北省十堰市太和医院确诊的72例ESCC患者，其中老年组49例（≥60岁，男性40例，女性9例），中青年组23例（<60岁，男性21例，女性2例），以同期消化内镜中心20名胃镜检查无异常的健康体检者作为对照组（年龄范围35~78岁，中位年龄57岁，男性16名，女性4名）。收集ESCC患者病变食管组织和健康对照组中段食管组织、提取基因组DNA，对细菌16SrRNA基因序列V4高变区扩增，采用Illumina HiSeq测序技术，对比分析老年和中青年ESCC患者菌群特点。采用QIIME和Rstudio软件分析序列数据，统计学方法采用非参数Kruskal-Wallis检验或Wilcoxon秩和检验。结果:两组患者菌群Shannon指数［5.17（4.53，5.95）比4.79（3.74，5.97）］、Simpson指数［0.94（0.91，0.96）比0.92（0.83，0.96）］和Chao1 ［343.55（259.76，570.59）比329.16（268.88，648.00）］指数相似，差异无统计学意义（ Z=-0.791、-1.057、-0.380，均 P>0.05）；Beta多样性老年组与中青年组亦无明显差异（PC1=19.14%、PC2=6.95%， PPC1=0.67、 PPC2=0.42）。在门水平，中青年组丰度前五的菌门依次为厚壁菌门（ Firmicutes）、拟杆菌门（ Bacteroidetes）、变形菌门（ Proteobacteria）、放线菌门（ Actinobacteria）和梭杆菌门（ Fusobacteria），老年组患者丰度最高的五个门分别是厚壁菌门（ Firmicutes）、拟杆菌门（ Bacteroidetes）、变形菌门（ Proteobacteria）、梭杆菌门（ Fusobacteria）和放线菌门（ Actinobacteria）；两组差异显著的是梭杆菌门（ Fusobacteria）（ Q=0.596， P<0.05）。在属水平，中青年组丰度前五的菌属依次为：普雷沃菌属（ Prevotella）、拟杆菌属（ Bacteroides）、链球菌属（ Streptococcus）、月形单胞菌属（ Selenomonas）和韦荣球菌属（ Veillonella）；而老年组丰度前五的分别是普雷沃菌属（ Prevotella）、拟杆菌属（ Bacteroides）、链球菌属（ Streptococcus）、月形单胞菌属（ Selenomonas）和嗜血杆菌属（ Haemophilus），两组有显著差异的为梭杆菌属（ Fusobacterium）（ Q=0.938， P<0.05）。基于未观测状态重建的群落系统发育研究（PICRUSt）功能预测，老年组患者氨酰tRNA生物合成（ Aminoacyl.tRNA.biosynthesis）、核苷酸切除修复（ Nucleotide.excision.repair）、核糖核酸聚合酶（ RNA.polymerase）、核糖体（ Ribosome）、克拉维酸生物合成（ Clavulanic.acid.biosynthesis）、光合作用（ Photosynthesis）和光合作用蛋白（ Photosynthesis.proteins）丰度较中青年组降低（均 Q=0.734， P<0.05）。 结论:老年ESCC患者食管菌群与中青年患者的Alpha多样性和Beta多样性无明显差异，但老年患者梭菌属菌群丰度增高。