文獻鏈接:Gut virome-wide association analysis identifes cross-population viral signatures for infammatory bowel disease
發表期刊:《Microbiome》
影響因子:19.4
時間:2024年7月
最終發現:139種差異富集的病毒標志物:
- 感染 大腸桿菌、克雷伯氏菌、腸球菌B、鏈球菌和韋永氏球菌屬的噬菌體升高,
- 感染 普雷沃氏菌、魯米諾克氏菌E、雙歧桿菌和布勞氏菌屬的噬菌體在IBD中降低
UHGG 用于 宿主與病毒匹配預測
1. 實驗設計
71例 IBD 患者(15 Crohn’s disease + 56 ulcerative colitis)
77 例健康人群(對照)
取樣類型:糞便
實驗類型:VLP metagenomes + Bulk metagenomes
宏病毒組學(Viral Metagenomics) 是宏基因組學的一個分支,是在宏基因組學概念的基礎上,結合病毒自身的特點,如應用特殊方法把特定環境中所有病毒與其他微生物分開,然后提取的病毒核酸,用高通量技術進行病毒核酸測序(VLP metagenomes),也可以不進行病毒與微生物分離并提取核酸進行測序(Bulk metagenomes),最后將測序結果與現有的核酸文庫進行比對,并運用軟件分析處理后最終得到研究樣品中病毒群落的組成信息。(作者使用了以上兩者)
2. 腸道病毒組測序和病毒基因組組裝
圖1. 實驗設計和腸道病毒基因組組裝
3. IBD患者和健康受試者的真核和原核病毒多樣性
4. IBD相關的腸道病毒組成
圖2. IBD相關的腸道病毒多樣性和組成結構
5. IBD 相關病毒標志物識別
確定了139個vOTU,這些vOTU在疾病組和對照組表現出一致的豐度上的顯著差異。
基于 綜合統一人類胃腸道基因組(UHGG) 進行了病毒宿主預測 (該集合包含 4644種腸道原核生物)
圖3. IBD相關的病毒OTU識別+其原核宿主+潛在功能探索
6.此次研究的 IBD 病毒標志物普遍出現在全球的臨床隊列中
圖4. 對比外部臨床研究隊列中的IBD相關vOTUs
7. 定植IBD相關病毒到結腸炎小鼠(驗證性實驗)
圖5. 腸道病毒對小鼠DSS誘導腸炎的生物學評估
后記 (方法局限性)
- VLP可能優先捕獲宿主細胞外的自由漂浮病毒,而Bulk metagenomes 則更大比例得捕捉細胞內病毒。這些觀察結果表明,在IBD患者的腸道中,原核細胞裂解的發生頻率更高。
- VLPs中潛在雜質的存在是本研究的一個局限。這些雜質包括大糖蛋白分子、脂蛋白分子、外膜囊泡、細菌碎片、真菌碎片,甚至微量的次級代謝產物和游離核酸,可能會影響研究結果