改变的埃及新诊断为系统性红斑狼疮患者的粪便微生物群

文摘

背景。肠道微生物群失调可能促进自身免疫性疾病包括系统性红斑狼疮(SLE)。澄清这一点是非常重要的在理解发病机理,因此发展的系统性红斑狼疮治疗的新策略。目的。本研究旨在确定粪便微生物群在新诊断的系统性红斑狼疮患者相比,健康受试者和调查这个概要文件的相关疾病活动。方法。新诊断SLE患者完成至少4的美国风湿病学院(ACR)在研究期间为标准。红斑狼疮患者与健康受试者。系统性红斑狼疮活动评估使用系统性红斑狼疮疾病活动指数(SLEDAI-2K)。从每个主题新鲜粪便样本收集。从粪便样本提取基因组DNA。定量实时PCR应用定量壁厚菌门的门,拟杆菌门,乳酸菌属相比总粪便微生物群。结果病人的健康受试者的样本相比,与病人的SLEDAI-2K得分。结果。二十系统性红斑狼疮患者的样本相比,20个控制样本。有显著改变在系统性红斑狼疮患者的肠道微生物群。显著降低( )厚壁菌门和拟杆菌门(F / B)比在系统性红斑狼疮患者(意味着比例:0.66%)相比,健康受试者(意味着比例:1.79%)。乳酸菌明显下降的系统性红斑狼疮患者( )与健康对照组相比。逆SLEDAI-2K分数之间的显著相关性疾病活动和F / B比率(r=−0.451; )被发现。然而,逆无意义的疾病活动和SLEDAI-2K成绩之间的相关性乳酸菌(r=−0.155; )被检测到。结论。与健康对照组相比,埃及最近诊断为系统性红斑狼疮患者的粪便微生物群改变配置文件具有降低F / B比率和乳酸菌与疾病活动丰富,弱相关。

1。介绍

肠道微生物群是一个术语,用来描述的集合细菌、古细菌和真核生物殖民胃肠道(1]。这两个主要类群在肠道微生物群是厚壁菌门和拟杆菌门,代表90%的肠道微生物群。放线菌、变形菌门Synergistetes、Verrucomicrobia Fusobacteria门也存在但在较小程度上2]。

厚壁菌门的门是由超过200个不同的属,等乳酸菌,芽孢杆菌,肠球菌,瘤胃球菌属,梭状芽胞杆菌这仅代表95%的硬壁菌门菌门。然而,拟杆菌门由两个主要属拟杆菌和普氏菌(3]。

在人类中,肠道内稳态的建立需要一个宿主的免疫系统之间复杂的相互作用和共生的微生物群。然而,当这种共生关系被破坏,改变肠道微生物功能和多样性,这一过程被称为生态失调,自身免疫性疾病可能会触发(4]。

肠道微生物群的角色失调在建立不同的自身免疫性疾病,如类风湿性关节炎、1型糖尿病、炎症性肠病,据报道(5]。然而,肠道菌群的作用在系统性红斑狼疮(SLE)并没有被很好的研究[6]。

系统性红斑狼疮是一种典型的自身免疫性疾病,损害许多器官,包括皮肤、肾脏、肺、关节、心脏和大脑(4]。其流行范围从2到5例每10000名居民(5]。这是说的存在活跃的免疫细胞和异常的主要核和胞质结合的抗原的抗体(4]。

对系统性红斑狼疮患者治疗策略主要依靠非选择性免疫抑制药物。不幸的是,并不是所有的病人表现出良好的反应如此待遇。此外,这些药物有副作用的主要问题7]。更好地了解系统性红斑狼疮发病机理可以为开发新铺平了道路,更有效,更少的有害的治疗策略(6]。

发现了几个环境因素诱导系统性红斑狼疮的发展,如饮食、现代医学和环境微生物。所有这些因素可以影响宿主肠道微生物群的构成;因此,粪便微生物群的动力学的研究系统性红斑狼疮的发病机制是急需的7]。

本研究旨在确定粪便微生物群在新诊断的系统性红斑狼疮患者与健康受试者相比,进一步调查这个概要文件的相关疾病活动。

2。材料和方法

病例对照研究进行了超过一年(2020年1月- 2020年11月)在医学微生物学和免疫学,医学院,Zagazig大学风湿病学和康复部、医学院、Zagazig大学医院,埃及。

本研究机构审查委员会批准(IRB)医学教师,Zagazig大学。书面知情同意了之前所有的参与者参加了这项研究。赫尔辛基宣言的道德原则在本研究的准备。

2.1。参与者

新诊断,首次治疗系统性红斑狼疮病例满足入选标准并出席了风湿病和康复门诊诊所,Zagazig大学医院,在研究期间被纳入本研究。红斑狼疮患者根据年龄和性别匹配的健康对照组。

系统性红斑狼疮患者与其他自身免疫性疾病、糖尿病、胃肠疾病影响肠道菌群(例如,肠易激综合症和炎症性肠病),慢性肝脏疾病或恶性肿瘤被排除在本研究之外。病人服用药物(如抗生素、糖皮质激素、或非甾体类抗炎药(非甾体抗炎药)和免疫抑制疗法)和最近的诊断患者肠道细菌或寄生虫感染也被排除在外。

为系统性红斑狼疮患者完成至少4修正后的美国大学的风湿病(ACR)系统性红斑狼疮诊断标准(8]。系统性红斑狼疮患者进行了详细的病史和临床检查。以下常规实验室评估进行了系统性红斑狼疮患者:完整的血液,红细胞沉降率,c反应蛋白,完成尿液分析,24小时蛋白尿,肝脏和肾脏功能测试,血清补体3级(C3,正常价值:0.9 - -1.8克/升),血清补体4层(C4,正常价值:0.1 - -0.4克/升),抗核抗体(ANA)(正效价> 1/80),和anti-double-stranded DNA抗体(anti-dsDNA)(正值> 25个国际单位/毫升)。

系统性红斑狼疮疾病活动评估使用系统性红斑狼疮疾病活动指数(SLEDAI-2K),这是一个修订版本的原始咽部菌(9]。SLEDAI-2K是physician-administered仪器评估16个临床特征和八个实验室功能前10天。每一项加权给总分从0到15分。患者分类基于SLEDAI-2K分数分为3类:轻度活动(咽部菌:1 - 5),适度活动(咽部菌:6 - 10)和高活动(咽部≥11)(10]。

2.2。样品收集

新鲜粪便样本的不同部分粪便(10至50人均通用)收集从系统性红斑狼疮患者和健康者。样本储存在干净的容器在−80°C。这些样本被用来估计壁厚菌门的数量,拟杆菌门,乳酸菌实时PCR相比,总微生物群。

2.3。DNA提取

使用DNA基因组DNA提取粪便样本提取工具包(QIAamp®快速DNA凳子迷你工具,德国)遵循制造商的指示。

2.4。实时聚合酶链反应

定量实时PCR技术应用厚壁菌门的定量,拟杆菌门,乳酸菌相比总微生物群使用热科学Maxima SYBR绿色qPCR大师(美国)和实时PCR (StepOne应用生物系统公司^TM美国应用生物系统公司Inc .实时PCR系统)。

标准曲线建立了使用双重的连续稀释的DNA混合样中提取的(从不同的健康个体粪便样本池)。标准曲线建立了细菌16 s rRNA基因(作为一个普遍的基因)来评估特定于每个基因的微生物群和厚壁菌门,拟杆菌门,乳酸菌评估他们的数量。

从热费希尔科学提供使用的引物,美国及其序列表中列出1。singleplex PCR扩增进行的最后一个反应20卷µl包含10µl (2 x SYBR混合(热费希尔科学公司,Maxima SYBR绿色qPCR大师混合(2 x),美国),1µ每个引物的l (20 pmol), 8µl提取DNA(稀释1:10)。四个负控制样品(没有DNA模板)为每个引物进行。放大协议由最初在95°C DNA变性步骤10分钟,其次是10个周期在94°C的变性30秒,退火为55秒60°C,在72°C和扩展了45秒,然后30周期在94°C的变性30秒,退火在50°C 30秒,伸长为45秒72°C。程序完成后,最终伸长一步在72°C 10分钟。每个反应是在重复,重复两次。

融化曲线分析了放大后通过增加退火温度为95°C的温度增加了0.5°C每10 s监控目标PCR产品特异性和忠诚。阈值周期(Ct)值设置自动分析,测定和平均Ct计算。获得Ct对标准曲线绘制,每个门/属的细菌数量是表示为一个比例相比总肠道微生物群(由通用引物)为每个样本。

2.5。统计分析

收集到的数据使用SPSS软件进行统计分析(社会科学统计软件包软件,版本25)。常态分布的定量变量被Shapiro-Wilk测试评估。定量正态分布数据表示为均值±标准差(SD)和非正态的分布数据值和范围。独立样本t关于定量以及被用来比较两组正态分布数据。Mann-Whitney测试是用来比较两组关于定量非参数数据。枪兵和皮尔森相关系数是用来评估的强度和方向两个变量之间的线性关系。结果被认为是显著时(概率)值等于或小于0.05。

3所示。结果

共有20个新诊断的系统性红斑狼疮患者(女/男= 18/2)平均年龄为25.6±6.3年的诊断,以及20个健康受试者(女/男= 16/4)平均年龄为29.9±6.6年,在这种情况下注册/控制研究。为系统性红斑狼疮患者完成至少4修正后的美国大学的风湿病(ACR)系统性红斑狼疮诊断标准。人口和临床数据的系统性红斑狼疮患者和健康对照组中演示了表2。

疾病持续时间的平均值为3.5±1.63个月。使用修改后的SLEDAI-2K系统性红斑狼疮疾病活动评估。平均指数得分为9.25±3.9。根据这个分数,20%的病人有轻微的活动学习,适度活动45%,而35%的人高度活跃的疾病(表2)。

每个门/属目标微生物群的数量被表示为一个比例相比总肠道菌群对每个样本。均值±SD(或中值,范围)目标粪便微生物群的比率在这两种情况下和控制表所示3。显著差异的比值之间的目标微生物群系统性红斑狼疮病例和健康受试者。系统性红斑狼疮患者的门壁厚菌门明显降低(28.1%比50.1%; ),而门拟杆菌显著富集在系统性红斑狼疮患者(42.96%比29.97%; )。反过来,厚壁菌门和拟杆菌门(F / B)比显著降低相比,健康受试者(0.66% vs . 1.79%; ),近乎2.7倍下降比率。属乳酸菌显著降低系统性红斑狼疮患者与健康对照组(0.95%比1.7%; )(数据1和2)。

逆SLEDAI-2K分数之间的显著相关性疾病活动和F / B比率(r=−0.451; )被检测到。然而,一个逆但无意义的疾病活动和SLEDAI-2K成绩之间的相关性乳酸菌丰度(r=−0.155; )被发现(表吗4和数字3和4)。

4所示。讨论

本研究旨在确定粪便微生物群的形象在新诊断出患系统性红斑狼疮患者相比,健康受试者和评估疾病活动相关的配置文件。这些见解有潜在作用在SLE的发病机制以及治疗,这种疾病的患病率总体估计6.1/100000的成年人在埃及(13]。我们所知,这是第一个研究我国评估SLE-associated粪便微生物群失调在埃及的系统性红斑狼疮患者。

20埃及系统性红斑狼疮患者(女/男= 18/2)平均年龄为25.6±6.3年的诊断,以及20个健康受试者(女/男= 16/4)平均年龄为29.9±6.6年,在这种情况下注册/控制研究。相对有限的样本大小招募在这项研究中是由于系统性红斑狼疮在我国的发病率相对较低13]。

在这项研究中,门厚壁菌门是显著降低系统性红斑狼疮患者(28.1% vs . 50.1%; )。拟杆菌门菌纲的,然而,大大丰富了系统性红斑狼疮患者(42.96%比29.97%; )。F / B比依次显著降低相比,健康受试者(0.66% vs . 1.79%; ),近乎2.7倍下降比率。此外,属乳酸菌在系统性红斑狼疮患者与健康对照组显著降低(0.95% vs . 1.7%; )。

这个结果是同意何伟亚et al。5),研究肠道失调与系统性红斑狼疮患者在西班牙和报道比例显著降低F / B在系统性红斑狼疮患者(平均比率:1.97)比在健康受试者(中位数比:4.86; )。

其他几个研究系统性红斑狼疮患者发现大量的厚壁菌门下降,和拟杆菌增加,展示减少F / B比健康对照组相比(14- - - - - -16]。此外,F / B比率持续降低系统性红斑狼疮情况下,不管种族[17]。此外,Katz-Agranov和Zandman-Goddard [18)报道,F / B比率显著低于系统性红斑狼疮患者即使在缓解。

这些研究大多是在系统性红斑狼疮女性患者;结果在白种人和亚洲人是一致的。然而,罗et al。7)没有发现显著差异在F / B比值系统性红斑狼疮(男性和女性)和个人控制。

肠道失调的机制触发系统性红斑狼疮的自身免疫是有待澄清。金等。17肠道菌群组成)表示,影响肠道的完整性。易位的微生物群,因为肠上皮屏障损伤使微生物与宿主的免疫系统,诱导自体抗体生产。这是系统性红斑狼疮患者的可能进一步提高肠道殖民与人类自身抗原编码直接同源共生的,例如,Ro60,启动自身抗体生产,记录下Greiling et al。15]。

在人类肠道失调F / B的比例被描述在协会与其他自身免疫性疾病。拉森et al。19)报道,F / B比率相比是减少人类2型糖尿病控制。人等。20.]报道减少壁厚菌门和拟杆菌门的增加与克罗恩病。然而,增加F / B比率一直在观察肥胖(21]。在信仰,可以修改这个平衡膳食模式的长期变化(22]。

在目前的研究中,乳酸菌属控制相比,系统性红斑狼疮患者明显降低(0.95%比1.7%; )。这是在协议与μet al。6)发现的损耗乳酸菌肠道菌群的比较控制和补充说,增加肠道殖民乳酸菌恢复肠道粘膜屏障功能,减少肾脏病理的小鼠模型。然而,Zegarra-Ruiz et al。23)发现,乳酸菌在系统性红斑狼疮患者丰富。

一些差异在属水平,然而,被他et al。14]谁提到改变粪便微生物群的系统性红斑狼疮患者从中国和西班牙被证明是在门级一致。他们,而在属级的差异归因于宿主的基因和饮食的差异。

相关的结果乳酸菌丰富对系统性红斑狼疮小鼠模型是有争议的。金等。17报道称,大量的的影响乳酸菌在各种不同的狼疮小鼠模型。在第一个模型中,乳酸菌缺乏和发现当用作益生菌补充剂预防作用,可能由于其抗炎作用。然而,在其他的小鼠模型,乳酸菌有一个相反的作用。这是解释为属于属的物种的多样性乳酸菌红斑狼疮发病机制可能有不同的对立的角色。

逆SLEDAI-2K分数之间的显著相关性疾病活动和F / B比率(r=−0.451; )在目前的研究中发现。然而,一个逆但无意义的疾病活动和SLEDAI-2K成绩之间的相关性乳酸菌被发现(r=−0.155; )。

这是同意徐et al。24),他说,系统性红斑狼疮个体物种丰富度较低(降低壁厚菌门和拟杆菌门比和较低的多样性乳酸杆菌)与系统性红斑狼疮疾病活动指数很高。Zhang et al。25)表示,乳酸菌被发现与狼疮活动负相关,表明使用含益生菌乳酸菌减少狼疮的发生和/或严重冲突。

然而,在小鼠模型中,罗et al。7)发现,增加某一群的丰富乳酸菌在粪便微生物群可能与增强疾病活动。

其他属的粪便微生物群,例如,链球菌,弯曲杆菌,韦永氏球菌属,双歧杆菌属被发现与活跃和宽恕的系统性红斑狼疮患者,分别表明系统性红斑狼疮患者可能表现出典型的粪便微生物群模式,平行疾病活动(26]。

我们也不能忽视,患者和健康者缺乏饮食控制是本研究的局限性之一。然而,先前的研究表明,饮食的差异没有影响粪便微生物群资料在门级研究在当前的研究中。他等。14)提到的资料对系统性红斑狼疮患者粪便微生物群与不同的民族和不同的饮食,例如,来自中国和西班牙,被证明是一致的在门在属级水平几乎没有差异。他们,而在属级的差异归因于宿主的基因和饮食的差异。

一般来说,当前研究的结果与其他研究表明,明显的失调系统性红斑狼疮患者的粪便微生物群是一种常见的发现,可能与疾病相关的活动。这反过来可以作为有用的生物标志物诊断工具和/或预测系统性红斑狼疮活动。

5。结论

这项研究表明显著改变粪便微生物群在最近诊断出埃及首次治疗系统性红斑狼疮患者在厚壁菌门和拟杆菌门比和降低乳酸菌丰富健康对照组相比,这是负相关疾病活动。

6。这项研究的限制

本研究并非没有限制。首先,包括小样本大小可能不代表整个现有的肠道菌群。第二,只有两个主要类群的微生物群(厚壁菌门和拟杆菌门)乳酸菌属。第三,饮食的变化之间的系统性红斑狼疮患者和健康受试者没有控制。

数据可用性

所有的数据用于支持本研究的结果包括在本文中。

伦理批准

本研究机构审查委员会批准(IRB), Zagazig大学医学院。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

马Gerges设置理念,设计研究中,进行数据分析,并进行批判性的分析数据。NE Esmaeel和MG Gebriel回顾了文献和实验室的研究工作。

引用

1. 大肠Thursby和n Juge”,介绍人类肠道微生物群”,生物化学杂志,卷474,不。11日,第1836 - 1823页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. n . de la Visitacion Robles-Vera, m·托拉尔和j . Duarte”保护作用的益生菌消费在系统性红斑狼疮的心血管疾病,”营养物质,11卷,不。11,2676年,页2019。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. e . Rinninella p .拉乌尔,m . Cintoni et al .,“健康的肠道微生物群组成是什么?不断变化的生态系统在年龄、环境、饮食、和疾病。”微生物,7卷,不。1,p。2019。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. g . l . v . de Oliveira a z雷特,b . s . Higuchi贡扎加,和v . s . Mariano”肠道失调,益生菌应用于自身免疫性疾病。”免疫学,卷152,不。1、1 - 12,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. a .何伟亚c·米拉尼p·洛佩兹et al .,“肠道失调与系统性红斑狼疮有关,”mBio,5卷,不。5篇文章ID e01548 2014。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. 问:μ,h .张x廖et al .,“控制狼疮肾炎的肠道微生物群的变化,“微生物组,5卷,不。1,p。73年,2017。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. x m·罗·m·r·爱德华兹,问:μet al .,“肠道微生物群在人类系统性红斑狼疮和狼疮小鼠模型,”应用与环境微生物学,卷84,不。4、2018。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. m . c .业务“更新美国风湿病学院修订标准分类的系统性红斑狼疮,”关节炎与风湿病,40卷,不。9,1725年,页1997。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. d . d .最终,d . Ibanez说,m . b . Urowitz“系统性红斑狼疮疾病活动指数2000,”风湿病学杂志》卷,29号2、288 - 291年,2002页。视图:谷歌学术搜索
10. Castrejon, c . " m .快活,a·黄和m·莫斯卡”指数来评估系统性红斑狼疮患者在临床试验中,长期的观察研究,临床护理,“临床与实验风湿病学,32卷,不。5,85 - 95年,2014页。视图:谷歌学术搜索
11. r . l . w . Wang Chen周et al .,“增加双歧杆菌和乳酸菌组和损失的比例butyrate-producing细菌在炎症性肠病,”临床微生物学杂志,52卷,不。2、398 - 406年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. 郭x, x, r . Tang j .周h .赵和k·王,“发展一个实时PCR方法对厚壁菌门和bacteroidetesin粪便及其应用量化肠道人口肥胖和苗条的猪,”在应用微生物学字母卷,47号5,367 - 373年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. t . a . Gheita r·a·努尔大肠Abualfadl et al .,“成人系统性红斑狼疮在埃及:全国范围的3661名患者和全球的角度来看,“红斑狼疮,文章ID 96120332110142, 2021。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. z z, t·邵h . Li谢,和c,“改变肠道微生物组的中国系统性红斑狼疮患者,”肠道病原体,8卷,不。1、1 - 7,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. t . m . Greiling c . dehn x Chen等人“共生的人类自身抗原的直接同源Ro60引发自身免疫的红斑狼疮,”科学转化医学,10卷,不。434年,文章ID e, 2018。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. t·a·范德Meulen h . j . m . Harmsen a . v .维拉et al .,“共享的直觉,但不同的口腔微生物群组成在原发性干燥综合征和系统性红斑狼疮,”自身免疫杂志卷,97年,第87 - 77页,2019年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. J.-W。金,研究。郭,J.-Y。无疑,工程学系。公园,“最近的进步我们理解肠道菌群之间的联系以及系统性红斑狼疮,”国际分子科学杂志》上,20卷,不。19日,第4871页,2019年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. n Katz-Agranov和g . Zandman-Goddard“微生物和系统性红斑狼疮,免疫研究,卷65,不。2、432 - 437年,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. n . Larsen f . k . Vogensen f·w·j . Van Den Berg et al .,“肠道微生物群在成人2型糖尿病患者与非糖尿病成年人,”《公共科学图书馆•综合》,5卷,不。2篇文章ID e9085 2010。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
20. s m, n . o . Kaakoush和h . m . Mitchell”细菌的作用和模式识别受体在克罗恩氏病,”自然评论胃肠病学和肝脏病学,8卷,不。3、152 - 168年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. f·玛格尼,m . Gotteland l . Gauthier et al .,“厚壁菌门和拟杆菌门比率:肥胖病人的肠道失调有关标记?”营养物质,12卷,不。5,1474年,页2020。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
22. c·g·d·吴陈、霍夫曼et al .,“连接与肠道微生物菌群,长期饮食模式”科学,卷334,不。6052年,第108 - 105页,2011年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. d . f . Zegarra-Ruiz A . El Beidaq A . j . Iniguez et al .,”一个diet-sensitive共生的乳酸菌菌株介导TLR7-dependent系统性自身免疫,”细胞宿主和微生物,25卷,不。1,第127 - 113页,2019。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
24. j·h·徐m . Liu曹et al .,“肠道微生物群之间的动态相互作用和自身免疫性疾病,”免疫学研究期刊》的研究ID 7546047条,卷。2019年,14页,2019。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. h .张x廖,j·b·火花和x m .罗,“动态的肠道微生物群的自身免疫性红斑狼疮,”应用与环境微生物学,卷80,不。24日,第7560 - 7551页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. y . Li H.-F。王,李x et al .,“无序肠道微生物与系统性红斑狼疮的活动相关联,”临床科学,卷133,不。7,821 - 838年,2019页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权©2021年玛丽安Gerges et al。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。