关键词:
手足口病
肠道微生物
拟杆菌和梭菌
预测标记
摘要:
研究背景:
手足口病(Hand,foot and mouth disease,HFMD)是一种常见的世界范围内广泛流行的儿童传染性疾病,尤其是5岁以下儿童多发。典型的临床症状表现为发热、口腔溃疡、手、足与臀部皮疹。通过直接接触感染者的唾液、粪便、水泡液或呼吸道飞沫,或间接接触受污染的物品发生传播。手足口病例大多数是轻症和自限性的。然而近年来,许多国家或地区爆发了严重的甚至致命的感染病例,特别是在亚太国家。在我国,HFMD全年均有发生,发病率为37.01/10万-205.06/10万,近年来报告的病死率在6.46/10万-51/10万之间。HFMD由多种肠道病毒(Enterovirus,EV)引起,主要由道病毒71(EV71)和柯萨奇病毒A16(CV-A16)引起。HFMD在我国流行呈现出时空集聚效应。自2010年开始,柯萨奇病毒A6(CV-A6)逐渐成为深圳地区常见的血清型。2013年以来,在我国爆发了多起由CV-A6引起的手足口病病例,在我国东北,CV-A6甚至成为导致儿童致命感染的毒株。在湖北武汉,自2012年开始,柯萨奇病毒A10(CV-A10)逐渐在HFMD病原谱中占主导地位。而且,近年来柯萨奇病毒A4(CV-A4)和CV-A10相关的手足口病报道也越来越多,部分患者出现危重症感染。EV71自1969年被发现以来,一直被认为是HFMD致病病原中的优势毒株,由EV71引起的神经系统并发症(如脑干脑炎、神经源性肺水肿等)较其他肠道病毒多见且病情重及死亡率高,已成为儿童的头号杀手,对儿童身心健康造成严重危害。然而不同亚型肠道病毒与疾病严重程度之间的相关机制仍难不清楚。少数HFMD重症患儿发病后迅速累及神经系统,表现为脑干脑炎、脑脊髓炎等,3-5天出现死亡。而且,目前在临床诊断上也缺乏有效的用于预测疾病严重程度的生物标志物。
虽然EV是导致儿童HFMD的重要病原,但也是常见的肠道微生物。文献报道,肠道中定植的细菌可能与疾病发生有关。一方面,这些肠道微生物可以发挥重要的屏障作用抵挡病原的侵袭,另一方面也被证实会影响人类某些疾病的发生,比如I型糖尿病或某些炎症性肠病。有文献报道,肠道中的共生微生物会影响诺如病毒的发生、复制,也可能会影响人类感染恶性疟原虫的风险。具体来说,肠道细菌可与病毒相互作用改变肠道生理,从而导致病理发生。因此,我们推测肠道微生物也可能与肠道病毒相互作用,从而影响HFMD的发生、发展。
目的:
(1)探讨手足口病患者肠道微生物与疾病严重程度的潜在相关性;(2)鉴定预测疾病严重程度进展的生物标志物,据此建立预测模型。
研究对象和方法:
(1)招募在深圳市第三人民医院和广州市妇女儿童医疗中心就诊的手足口病患者,及健康志愿者作为对照,手足口病的严重程度分类参照WHO手足口病诊疗指南;(2)在患者进行药物治疗前(一般是在发病3-5天时)收集粪便样本,或者是在重症病例接受治疗一周后进行采样;(3)样本总RNA提取,c DNA文库准备及二代测序(NGS);(4)利用MEGA6构建肠道病毒EV71和CV-A4系统发育树;(5)使用R包的NOISeq BIO函数对RPKM应用非参数测试差异表达基因,运用GSEA软件(版本2.2.0)计算归一化富集评分(6)在R平台上使用“caret”包来筛选疾病严重程度的预后标记,根据在测试上前5集中的基因创建SVM分类器的ROC曲线。
研究结果:
(1)收集了重症病例样本100份,轻症病例样本154份,健康对照样本13份和30份重症病例接受治疗一周后采集的粪便样本;(2)在254例轻症和重症患者中,227份样本(89.4%)肠道病毒检测阳性,轻症组(M)135份样本肠道病毒检测阳性,重症组(S)92份样本肠道病毒检测阳性。在A组中53.3%(16/30)患者肠道病毒检测阳性。样本总混合感染率为6.3%(16/254),其中轻症组的混合感染为5.8%(9/154),重症组的混合感染为7%(7/100),两组比较无显著性差异(P>0.05);(3)在肠道病毒阳性样本中总共检测到14种不同亚型的肠道病毒,EV71型106例,占主导地位(41.7%),CV-A4次之,占比19.7%(50/254),其他不同亚型肠道病毒检出情况如下:CV-A16(11.8%,30/254),CV-A10(9.4%,24/254),CV-A6(6.7%,17/254),柯萨奇病毒B5 CV-B5(2.8%,7/254),柯萨奇病毒A2 CV-A2(0.8%,2/254),柯萨奇病毒A5 CV-A5(0.4%,1/254),柯萨奇病毒A8CV-A8(0.4%,1/254),萨奇病毒A24 CV-A24(0.4%,1/254),人肠道病毒9型HEV9(0.4%,1/254),人肠道病毒13型HEV13(0.4%,1/254