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目的：微生物与哺乳动物具有共生关系，微生物具有影响不同生理方面的能力，近年来，一些研究强调了在肠道疾病中微生物严重失调。一些报道认为肠道微生物群与炎症性肠病(Inflammatory Bowel Disease，IBD)或结直肠癌(Colorectal Cancer，CRC)的发生发展中起着关键作用，但健康人、炎症性肠病患者和结直肠癌患者肠道细菌的变化尚未得到充分解释。本研究旨在探讨炎症性肠病患者和结直肠癌患者肠道细菌的变化。
方法：我们从欧洲核苷酸数据库(ENA)中收集健康人和结直肠癌患者粪便的全基因组序列数据，检索号为PRJEB6070、PRJEB7774、PRJEB27928、PRJEB12449和PRJEB10878，我们从人类微生物组计划(HMP)和人类微生物组整合计划(iHMP)数据库中收集炎症性肠病患者数据。我们对290名健康受试者、512名炎症性肠病患者和285名结直肠癌患者的粪便样本进行了全基因组关联(MWAS)研究。我们使用宏基因组学方法对收集到的宏基因组数据集进行细菌群落结构、相对丰度、功能多样性、丰度差异和细菌共生网络的研究。
结果：炎症性肠病患者肠道细菌多样性较低，结直肠癌患者肠道细菌多样性较高。在门分类水平上，炎症性肠病患者中厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度显著下降，拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度显著增加。与健康人和结直肠癌患者比较，炎症性肠病患者肠道菌群主要差异的细菌是拟杆菌门；与健康人和炎症性肠病患者比较，结直肠癌患者肠道菌群主要差异是梭杆菌门(Fusobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和变形菌门(Proteobacteria)。在属分类水平上，炎症性肠病患者拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度高于健康人和结直肠癌患者。在种分类水平上，健康人、炎症性肠病和结直肠癌患者丰度最高的种为普拉梭菌(Faecalibacterium_prausnitzii)；健康人与炎症性肠病和结直肠癌患者相比最大的差异菌为直肠真杆菌(Eubacterium_rectale)；炎症性肠病相比健康人和结直肠癌患者最大的差异为单形拟杆菌(Bacteroides_uniformis)；结直肠癌患者相比健康人和炎症性肠病患者最大的差异细菌为嗜粘蛋白-艾克曼菌(Akkermansia_muciniphila)。健康人、炎症性肠病患者和结直肠癌患者肠道细菌功能组成的主要差异为L-高丝氨酸和L-甲硫氨酸生物合成通路(L-homoserine and L-methionine biosynthesi)、5-氨基咪唑核苷酸生物合成II通路(5-aminoimidazole ribonucleotide biosynthesis II)、L-甲硫氨酸生物合成I(L-methionine biosynthesis I)和L-赖氨酸、L-苏氨酸和L-甲硫氨酸生物合成I超级通路(Superpathway of L-lysine,L-threonine and L-methionine biosynthesis I)。我们采用分层分析发现参与代谢通路的厚壁菌门、拟杆菌门和放线菌门(Actinobacteria)的丰度发生了显著变化。此外，健康人、炎症性肠病和结直肠癌患者肠道细菌的关联网络也发生了变化。
结论：炎症性肠病患者肠道细菌多样性较低，且炎症性肠病患者之间差异较大，细菌非常不稳定；细菌分层分析的结果表明，厚壁菌门、拟杆菌门和放线菌门的代谢通路已显著改变；炎症性肠病和结直肠癌患者肠道细菌的关联网络发生了变化。
方法：我们从欧洲核苷酸数据库(ENA)中收集健康人和结直肠癌患者粪便的全基因组序列数据，检索号为PRJEB6070、PRJEB7774、PRJEB27928、PRJEB12449和PRJEB10878，我们从人类微生物组计划(HMP)和人类微生物组整合计划(iHMP)数据库中收集炎症性肠病患者数据。我们对290名健康受试者、512名炎症性肠病患者和285名结直肠癌患者的粪便样本进行了全基因组关联(MWAS)研究。我们使用宏基因组学方法对收集到的宏基因组数据集进行细菌群落结构、相对丰度、功能多样性、丰度差异和细菌共生网络的研究。
结果：炎症性肠病患者肠道细菌多样性较低，结直肠癌患者肠道细菌多样性较高。在门分类水平上，炎症性肠病患者中厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度显著下降，拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度显著增加。与健康人和结直肠癌患者比较，炎症性肠病患者肠道菌群主要差异的细菌是拟杆菌门；与健康人和炎症性肠病患者比较，结直肠癌患者肠道菌群主要差异是梭杆菌门(Fusobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和变形菌门(Proteobacteria)。在属分类水平上，炎症性肠病患者拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度高于健康人和结直肠癌患者。在种分类水平上，健康人、炎症性肠病和结直肠癌患者丰度最高的种为普拉梭菌(Faecalibacterium_prausnitzii)；健康人与炎症性肠病和结直肠癌患者相比最大的差异菌为直肠真杆菌(Eubacterium_rectale)；炎症性肠病相比健康人和结直肠癌患者最大的差异为单形拟杆菌(Bacteroides_uniformis)；结直肠癌患者相比健康人和炎症性肠病患者最大的差异细菌为嗜粘蛋白-艾克曼菌(Akkermansia_muciniphila)。健康人、炎症性肠病患者和结直肠癌患者肠道细菌功能组成的主要差异为L-高丝氨酸和L-甲硫氨酸生物合成通路(L-homoserine and L-methionine biosynthesi)、5-氨基咪唑核苷酸生物合成II通路(5-aminoimidazole ribonucleotide biosynthesis II)、L-甲硫氨酸生物合成I(L-methionine biosynthesis I)和L-赖氨酸、L-苏氨酸和L-甲硫氨酸生物合成I超级通路(Superpathway of L-lysine,L-threonine and L-methionine biosynthesis I)。我们采用分层分析发现参与代谢通路的厚壁菌门、拟杆菌门和放线菌门(Actinobacteria)的丰度发生了显著变化。此外，健康人、炎症性肠病和结直肠癌患者肠道细菌的关联网络也发生了变化。
结论：炎症性肠病患者肠道细菌多样性较低，且炎症性肠病患者之间差异较大，细菌非常不稳定；细菌分层分析的结果表明，厚壁菌门、拟杆菌门和放线菌门的代谢通路已显著改变；炎症性肠病和结直肠癌患者肠道细菌的关联网络发生了变化。