Диссертация (1140107), страница 11
Текст из файла (страница 11)
В микробиотепациентовсодержаниесидиопатическойвидовсемейнойFaecalibacteriumдистониейprausnitziiотмечалось(18.7±14.4%отвысокоесоставаметагенома), Roseburia faecis (10.4±6.7% от состава метагенома), Coprococcuseutactus (7.9±5.9% от состава метагенома), Escherichia coli (6.8±5.9% от составаметагенома), Ruminococcus bromii (5.8±3.8% от состава метагенома) и Prevotellacopri (2.4±2.8% от состава метагенома). У пациентов с диагнозом эссенциальныйтремор в составе кишечной микробиоты наблюдалось высокое содержаниебактерий видов Faecalibacterium prausnitzii (23.1±11.5% от состава метагенома),Prevotella copri (6.2±6.4% от состава метагенома), Coprococcus eutactus (5.9±3.6%от состава метагенома), Escherichia coli (5.8±8.7% от состава метагенома),Ruminococcus bromii (5.4±3.8% от состава метагенома) и Roseburia faecis(5.1±5.3% от состава метагенома).
Микробиота пациентов с рассеяннымсклерозом на уровне видов характеризовалась высокой представленностьюFaecalibacterium prausnitzii (24.1±8.2% от состава метагенома), Escherichia coli(6.8±7.0% от состава метагенома), Roseburia faecis (5.9±4.9% от составаметагенома), Prevotella copri (5.3±6.9% от состава метагенома), Coprococcuseutactus (4.8±2.5% от состава метагенома) и Ruminococcus bromii (4.5±3.5% отсостава метагенома).60Рисунок 6 — тепловая карта представленности видов родов микроорганизмов в составемикробиоты кишечника.Синий цвет соответствует более низкой представленности типа, желтый цвет – более высокой.Черной полосой обозначены лица группы контроля, красной полосой – пациент с деменцией стельцами Леви, зеленой полосой – лица с болезнью Паркинсона, синей полосой – лица сидиопатической семейной дистонией, голубой полосой – пациенты с диагнозом эссенциальныйтремор, малиновой полосой – лица с диагнозом рассеянный склероз, желтой полосой – пациентс диагнозом множественная системная атрофия, серой полосой – пациент с диагнозом острыйрассеянный энцефаломиелит.
Данные логарифмированы по основанию 2.613.1.3 Оценка таксономического разнообразия микробиоты кишечника.3.1.3.1 Расчет и оценка α-разнообразия.В таблице 1 представлены результаты оценки α-разнообразия микробиотыкишечника пациентов по трем индексам таксономического разнообразия: chao1,observed OTUs и Шеннона на всех подвыборках.Таблица 1. α-разнообразие микробиоты кишечника, рассчитанное по индексам Шеннона,observed OTUs и chao1.ГруппаПрочтений на Индекс chao1ИндексИндексобразецobserved_otusШеннонаБолезнь1029.098±7.1968.695±0.6593.035±0.171Паркинсона189169.864±26.61676.065±10.2065.483±0.432368245.101±36.152113.088±15.424 5.766±0.46547311.044±50.724141.831±19.652 5.894±0.486726365.939±55.284166.304±22.781 5.977±0.49905411.094±65.087188.313±266.037±0.4971084451.289±69.431207.26±28.4436.072±0.5051263490.895±80.262225.668±31.589 6.104±0.5051442528.279±86.982242.927±34.576.13±0.5151621560.569±90.173258.802±36.175 6.154±0.5111800592.069±94.991273.408±38.227 6.172±0.514Контроль1031.422±9.0958.851±0.6383.074±0.147189201.687±44.37684.161±14.5925.668±0.472368297.597±57.057127.622±23.135 5.98±0.522547367.596±68.578162.115±29.903 6.133±0.554726426.887±77.468191.04±36.0786.22±0.571905479.764±84.299217.593±40.765 6.288±0.5811084527.18±87.549241.466±44.763 6.343±0.5881263564.399±97.599263±49.2916.377±0.5961442603.845±97.315283.364±52.099 6.408±0.5981621637.516±100.905303.166±55.857 6.439±0.6041800669.49±112.347320.716±59.348 6.457±0.606Другие1029.057±6.1158.769±0.4353.054±0.108неврологические189170.265±25.58773.766±8.6475.428±0.332заболевания368248.665±30.52109.256±11.444 5.693±0.332547316.124±36.114137.297±15.143 5.821±0.349726370.86±46.854160.794±17.418 5.89±0.358905417.456±42.432182.541±19.414 5.947±0.3581084472.817±50.626202.781±20.859 5.995±0.3611263500.46±44.807221.431±23.567 6.022±0.3681442542.839±60.882238.184±25.553 6.047±0.371621586.6±59.676254.984±25.319 6.07±0.3671800615.312±62.095269.678±27.558 6.081±0.373Значения индексов рассчитывались на всех подвыборках и приведены в таблице в видесреднего±стандартное отклонение.62В результате оценки всех индексов α-разнообразия найдены значимыеразличия в таксономическом богатстве метагеномных сообществ кишечника.
Вчастности, установлено снижение таксономического богатства микробиотыкишечника у пациентов с болезнью Паркинсона и сборной группы пациентов сдругиминеврологическимизаболеваниямипосравнениюспациентамиконтрольной группы по всем исследованным индексам разнообразия (индексШеннона: p=0.006 и p=0.008 соответственно, рис. 7-8; индекс observed OTUs:p=0.003 и p=0.002 соответственно, рис. 9-10; индекс chao1: p=0.003 и p=0.023соответственно, рис. 11-12).
Статистически значимых различий по индексамтаксономического разнообразия между пациентами с болезнью Паркинсона идругими неврологическими заболеваниями не установлено.Рисунок 7 – кривые α-разнообразия, рассчитанного по индексу Шеннона для микробиотыкишечника лиц контрольной группы (синий цвет), пациентов с болезнью Паркинсона(красный цвет) и другими неврологическими заболеваниями (оранжевый цвет).Разброс обозначает величину стандартного отклонения. Значения α-разнообразия рассчитанына 11 точках при различной глубине прореживания. *- по сравнению с пациентами с болезньюПаркинсона и лицами с другими неврологическими заболеваниями, p<0,05.63Рисунок 8 – Различия в таксономическом разнообразии микробиоты кишечника.Красной чертой на графике обозначены медианы значений индекса Шеннона, границы ящиковобозначают первый и третий квартили, усы равны длине полутора интерквартильных размахов,крестиками обозначены выбросы.
Графики построены на данных финальной подвыборки. *- посравнению с пациентами с болезнью Паркинсона и лицами с другими неврологическимизаболеваниями, p<0,05.64Рисунок 9 – кривые α-разнообразия, рассчитанного по индексу observed OTUs длямикробиоты кишечника лиц контрольной группы (синий цвет), пациентов с болезньюПаркинсона (красный цвет) и другими неврологическими заболеваниями (оранжевыйцвет).Разброс обозначает величину стандартного отклонения. Значения α-разнообразия рассчитанына 11 точках при различной глубине прореживания.
*- по сравнению с пациентами с болезньюПаркинсона и лицами с другими неврологическими заболеваниями, p<0,05.65Рисунок 10 – Различия в таксономическом разнообразии микробиоты кишечника.Красной чертой на графике обозначены медианы значений индекса observed OTUs, границыящиков обозначают первый и третий квартили, усы равны длине полутора интерквартильныхразмахов, крестиками обозначены выбросы. Графики построены на данных финальнойподвыборки.
*- по сравнению с пациентами с болезнью Паркинсона и лицами с другиминеврологическими заболеваниями, p<0,05.66Рисунок 11 – кривые α-разнообразия, рассчитанного по индексу chao1 для микробиотыкишечника лиц контрольной группы (синий цвет), пациентов с болезнью Паркинсона(красный цвет) и другими неврологическими заболеваниями (оранжевый цвет).Разброс обозначает величину стандартного отклонения.
Значения α-разнообразия рассчитанына 11 точках при различной глубине прореживания. *- по сравнению с пациентами с болезньюПаркинсона и лицами с другими неврологическими заболеваниями, p<0,05.67Рисунок 12 – Различия в таксономическом разнообразии микробиоты кишечника.Красной чертой на графике обозначены медианы значений индекса chao1, рассчитанного длягрупп, крестиками обозначены выбросы. Графики построены на данных финальнойподвыборки. *- по сравнению с пациентами с болезнью Паркинсона и лицами с другиминеврологическими заболеваниями, p<0,05.Важным интегральным параметром, характеризующим состав микробиоты,является ее видовое разнообразие. У пациентов с болезнью Паркинсона также каки у больных с другими неврологическими заболеваниями отмечалось снижениевидового богатства микробиома кишечника по нескольким индексам.
У больныхнаблюдалось снижение общего количества отдельных разновидностей ОТЕ, чтоописывается индексом observed OTUs, и уменьшение доли редких разновидностейОТЕ, о чем свидетельствует низкий индекс Шеннона. Более «взвешенная» оценкаразнообразия индексом chao1 также свидетельствует о снижении богатствамикробиоты у больных.Низкий уровень α-разнообразия микробиоты зачастую свидетельствует опротекании патологических процессов в месте колонизации. В частности длямикробиоты кишечника показана связь снижения таксономического разнообразия68с воспалением (S.Lapthorne et al, 2013) и наличием воспалительных заболеванийкишечника (F.Imhann et al, 2018). Кроме того, снижение таксономическогоразнообразия микробиоты кишечника наблюдается и в случае системных, нотопически не связанных с желудочно-кишечным трактом заболеваниях —например при артериальной гипертонии (J.Li et al, 2017).
Поскольку в группепациентов с другими неврологическими заболеваниями видовое богатствомикробиотытакжеснижалосьможнопредположить,чтоснижениеα-разнообразия является неспецифической реакцией на наличие заболевания.В других работах, посвященных исследованию микробиоты при болезниПаркинсона, данной закономерности не отмечено: различий в таксономическомбогатстве либо не наблюдается (F.Scheperjans et al, 2015; F.Hopfner et al, 2017;J.R.Bedarf et al, 2017), либо отмечается некоторое повышение α-разнообразия упациентов на уровне семейств (A.Keshavarzian et al, 2015), либо данныйпоказатель не измеряли вовсе (T.H.Mertsalmi et al, 2017; A.Heintz-Buschart, 2017;E.M.Hill-Burns et al, 2017).
Таким образом, подобный ответ микробиоты наналичие заболевания может быть более свойственен русской популяциипациентов с болезнью Паркинсона.3.1.3.2 Расчет и оценка β-разнообразия.На рисунках 13-15 представлено β-разнообразие микробиоты кишечникапациентов в виде проекций графика неметрического многомерного шкалированияна двумерное пространство. Как видно из представленных графиков, лицаконтрольной группы и пациенты с болезнью Паркинсона образуют два облака счастичным перекрытием в центре графика. Большая часть пациентов с другиминеврологическими заболеваниями располагалась в зоне пересечения облаков.
Приколичественнойоценкевкладасостоянияпациентоввβ-разнообразиемикробиоты установлено, что наличие того или иного заболевания у пациентаоказывает значимое влияние на состав кишечной микробиоты. Так, порезультатамприменениянепараметрическогодисперсионногоанализа,переменная «диагноз» объясняет порядка 10% вариабельности микробиоты69(R2=0.103, p=0.0001). Использование имитационного анализа сходства такжеподтверждает вклад состояния пациентов в состав микробиоты (R2=0.123,p=0.0001).При оценке влияния других известных факторов на совокупный составмикробиома пациентов с использованием непараметрического дисперсионногоанализа обнаружен небольшой, однако значимый вклад возраста (R2=0.019,p=0.0007), пол больных же значимого вклада в вариабельность составамикробиоты в данном случае не имеет (R2=0.007, p=0.1678).
Однако, по даннымимитационного анализа сходства, обнаружено, что ни возраст, ни пол влияниясостав микробиоты кишечника не имеют (возраст: R2=0.037, p=0.141; пол: R2=0.023, p=0.767)Непараметрическийдисперсионныйанализявляетсяболееточнойметодикой оценки вклада фактора в вариабельность, по этой причине дальнейшийстатистический анализ для поиска различий в представленности бактерийкишечника между группами пациентов проводился с учетом влияния возраста.Различия в β-разнообразии соотносятся с результатами, полученнымидругими коллективами при исследовании микробиоты пациентов с болезньюПаркинсона. Так, измеренный вклад в таксономическую композицию микробиотысоставлял от 2% объясненной дисперсии, на малой группе пациентов из севернойГермании (F.Hopfner et al, 2017), вплоть до 11% и 13% на более обширныхгруппахподанным разныхA.Keshavarzian et al, 2015).исследований(E.M.Hill-Burnsetal, 2017;70Рисунок 13 — графики многомерного неметрического шкалирования микробиотыкишечника в пространстве первой и второй главных координат.Красными кружками обозначены пациенты контрольной группы, оранжевым квадратомобозначен пациент с деменцией с тельцами Леви, болотно-зелеными треугольникамиобозначены пациенты с болезнью Паркинсона, ярко-зелеными квадратами обозначеныпациенты с идиопатической семейной дистонией, бирюзовыми квадратами обозначеныпациенты с эссенциальным тремором, голубыми квадратами обозначены пациенты срассеянным склерозом, синим квадратом обозначен пациент с диагнозом множественнаясистемная атрофия, фиолетовым квадратом обозначен пациент с диагнозом острый рассеянныйэнцефаломиелит.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
