英文标题：Integrative metagenomic and metabolomic analyses reveal the potential of gut microbiota to exacerbate acute pancreatitis

中文标题：多组学揭示肠道菌群加剧急性胰腺炎的可能性

发表时间2024.03  

发表期刊：npj Biofilms and Microbiomes（IF：9.2）

测序技术：宏基因组、代谢组、扩增子、细菌基因组

1.AP患者肠道菌群α多样性降低，群落组成发生变化

与对照相比，AP患者肠道菌群物种丰富度和多样性均显著降低，PCoA也显示二者存在明显分离。秩和检验得出31株细菌在AP患者中显著富集，46株显著减少，且这77株菌的相对丰度之和超过了30%。

图1 AP患者肠道微生物多样性及组成

2. AP病因和病重程度与肠道微生物有关

PCoA和PERMANOVA分析显示，病因和病重程度对AP患者的肠道菌群有显著影响。与对照相比，不同病因及不同病重程度的患者肠道菌群都发生了实质性的变化。此外，重症患者肠道内AP富集物种的总相对丰度也高于轻症及中症患者，AP减少物种则无显著差异。

图2 病因和病重程度对肠道微生物组的影响

3.菌群与临床指标的相关性

一些AP富集物种如Veillonella spp.和 Enterococcus faecalis与肝功能指标(ALT、AST、TB、DB、γ-GT)和血脂指标(TG、CHOL)正相关。相反，一些AP减少物种如Monoglobus Pectinilyticus和Firmicutes bacterium CAG-94与肝功能指标负相关。此外，仅有Clostridium citroniae与血清消化酶显著相关。

图3 AP相关菌群与临床指标的相关性

4. AP患者能量代谢消耗增加

PCoA分析表明，AP患者和对照在代谢组和脂质组方面存在显著差异。患者富集了包含碳水化合物、氨基酸等类别的147种代谢物以及三酰基甘油的88种脂质；对照富集了肉碱、胆汁酸等类的176种代谢物和甘油酸胆碱、鞘脂等类的298种脂质。这些代谢物参与精氨酸生物合成、丁酸盐代谢等途径，表明AP患者的能量代谢消耗增加。

图4 AP患者与健康对照血清代谢组和脂质组的差异

5.源自患者的病原菌加剧小鼠急性胰腺炎

分离得到500多株细菌，选择6株（3株AP患者富集，3株减少）进行小鼠灌胃实验。与对照相比，灌胃AP减少菌株也导致了轻度胰腺炎，灌胃AP富集菌株的小鼠血清淀粉酶和脂肪酶水平显著高于其他各组。此外，免疫荧光检测、ELISA、组织病理学等结果表明，灌胃患者富集菌株所诱导的病重程度高于其他处理。

图5 小鼠胰腺的组织病理学、酶学和炎症水平

图6 小鼠肠道组织病理学、炎症因子和肠屏障蛋白表达

综上所述，该研究通过综合多组学方法，确认了肠道菌群在AP发生发展中的重要作用，特别是与能量代谢和炎症调控相关的方面，为理解AP的病因和探索可能的微生物靶向治疗策略提供了科学依据。

参考文献：

[1] Jianjun Liu, Qiulong Yan, Shenghui Li. et al. Integrative metagenomic and metabolomic analyses reveal the potential of gut microbiota to exacerbate acute pancreatitis. npj biofilms and microbiomes.2024