深部浸润型子宫内膜异位症病灶微生物组学研究

doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2024.21.010

摘要/Abstract

摘要：

目的探讨深部浸润型子宫内膜异位症病灶微生物组学，为其发病机制、诊断及治疗提供新思路。方法将手术病理证实为深部浸润子宫内膜异位症患者及子宫内膜正常健康育龄期女性纳入研究，收集正常子宫内膜（正常组，n = 10）、深部浸润型子宫内膜异位症患者在位内膜（DIE在位内膜组，n = 14）及病灶（DIE病灶组，n = 10），进行16s rRNA测序。使用细菌群落多样性算法（alpha多样性、beta多样性）、主坐标分析（PCoA）距离矩阵算法（Bray-Curtis和Unifrac矩阵）、生物学标识算法（LeFSe）找出组间微生物组学差异，相关的差异细菌及KEGG功能富集。结果 3组菌群多样性无显著性差异，β多样性差异有统计学意义（P = 0.005 5）。病灶组在门水平上厚壁菌门（Firmicutes）丰度相对较低，梭杆菌门（Fusobacteria）丰度相对增加。在属水平上肠球菌属（Enterococcus），普雷沃特拉菌属（Prevotella）丰度相对增加。LEFse分析提示病灶组中微生物菌群中以变形菌门（Proteobacteria）、伽马变形菌纲（Gammaproteobacteria）占主要优势。3组微生物菌群之间的关键差异物种有伽马变形菌门，其差异有统计学意义（P = 0.021 2）。结论相较于正常组及DIE在位内膜组，DIE病灶组梭杆菌门、变形菌门、伽马变形菌纲、肠球菌属和普雷沃特拉菌属的丰度显著增加，为深部浸润型子宫内膜异位症预防和干预提供新的治疗靶点。

关键词: 深部浸润型子宫内膜异位症, 微生物组学, 肠道菌群

Abstract:

Objective To investigate the microbiome composition of deep invasive endometriosis lesions， offering novel insights into its pathogenesis， diagnosis， and treatment strategies. Methods From May 2021 to May 2022， we collected samples of normal endometrium （normal group， n = 10）， endometrium from patients with deep infiltrating endometriosis （DIE endometrium group， n = 14）， and lesions from these patients （DIE lesion group， n = 10） for 16s rRNA sequencing analysis. We employed the bacterial community diversity algorithm （alpha diversity and beta diversity）， principal coordinate analysis （PCoA） distance matrix algorithms （Bray?Curtis and Unifrac matrices）， as well as the biological identification algorithm （LeFSe） to investigate microbiome differences between groups and identify differentially abundant bacteria and enriched KEGG functions. Results The diversity of the three groups did not show any significant difference， while the β diversity exhibited a statistically significant distinction （P = 0.005 5）. The focus group had a relatively low abundance of Firmicutes at the phylum level and a relatively increased abundance of Fusobacteria. At the genus level， there was an increased relative abundance of Enterococcus and Prevotella. LEFse analysis suggested that Proteobacteria and Gammaproteobacteria were the main dominant in the lesion group. Notably， Gamma proteobacteria emerged as a key differential species among the three groups' microbial flora with statistical significance （P = 0.021 2）. Conclusion Compared to the normal group and DIE group， there was a significant increase in the abundance of Fusobacteria， Proteobacteria， Gammaproteobacteria， Enterococcus， and Prevotella. These findings offer novel therapeutic targets for the prevention and intervention of deep infiltrating endometriosis.

Key words: deep invasive endometriosis, microbiome, gut microbiome

中图分类号:

R711

黄平,兰康云,梁炎春,陈勍,金瑛,陈光元,牛刚. 深部浸润型子宫内膜异位症病灶微生物组学研究[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(21): 3023-3030.

Ping HUANG,Kangyun LAN,Yanchun LIANG,Qing CHEN,Ying JIN,Guangyuan CHEN,Gang. NIU. Microbiome study of deep invasive endometriosis lesions[J]. The Journal of Practical Medicine, 2024, 40(21): 3023-3030.

图/表 5

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表1

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参考文献 37

1	吴寒舒，张蔚. 深部浸润型子宫内膜异位症的诊治研究进展［J］. 中国性科学， 2019， 28（9）： 64-68.
2	雍敏婕，于晓辉. 深部浸润型子宫内膜异位症研究进展［J］. 实用医学杂志， 2014，（16）： 2675-2677.
3	WEI Y， LIANG Y， LIN H， et al. Autonomic nervous system and inflammation interaction in endometriosis-associated pain ［J］. J Neuroinflammation， 2020， 17（1）： 80. doi:10.1186/s12974-020-01752-1 doi: 10.1186/s12974-020-01752-1
4	CANI P D. Human gut microbiome： hopes， threats and promises ［J］. Gut， 2018， 67（9）： 1716-1725. doi:10.1136/gutjnl-2018-316723 doi: 10.1136/gutjnl-2018-316723
5	ATA B， YILDIZ S， TURKGELDI E， et al. The Endobiota Study： Comparison of Vaginal， Cervical and Gut Microbiota Between Women with Stage 3/4 Endometriosis and Healthy Controls ［J］. Sci Rep， 2019， 9（1）： 2204. doi:10.1038/s41598-019-39700-6 doi: 10.1038/s41598-019-39700-6
6	ROLLA E. Endometriosis： advances and controversies in classification， pathogenesis， diagnosis， and treatment ［J］. F1000Res， 2019， 8 ：F1000 Faculty Rev-529.. doi:10.12688/f1000research.14817.1 doi: 10.12688/f1000research.14817.1
7	胡小松，孙宇峰，李婷，等. 关于子宫内膜异位症发病机制与肠道菌群关系的思考［J］. 中国实验方剂学杂志， 2019， 25（6）： 196-203.
8	JIANG F， LIU M， WANG H . et al. Wu Mei Wan attenuates CAC by regulating gut microbiota and the NF-kB/IL6-STAT3 signaling pathway ［J］. Biomed Pharmacother， 2020， 125： 109982. doi:10.1016/j.biopha.2020.109982 doi: 10.1016/j.biopha.2020.109982
9	马颖，黄思霞，黄柳菁，等. 微生物组学——子宫内膜异位症病因学研究新方向［J］. 实用医学杂志， 2022， 38（24）： 3027-3031.
10	GOU Y， LI X， LI P， et al. Estrogen receptor β upregulates CCL2 via NF-κB signaling in endometriotic stromal cells and recruits macrophages to promote the pathogenesis of endometriosis ［J］. Hum Reprod， 2019， 34（4）： 646-658. doi:10.1093/humrep/dez019 doi: 10.1093/humrep/dez019
11	NI Z， SUN S， BI Y， et al. Correlation of fecal metabolomics and gut microbiota in mice with endometriosis ［J］. Am J Reprod Immunol， 2020， 84（6）： e13307. doi:10.1111/aji.13307 doi: 10.1111/aji.13307
12	YUAN M， LI D， ZHANG Z， et al. Endometriosis induces gut microbiota alterations in mice ［J］. Hum Reprod， 2018， 33（4）： 607-616. doi:10.1093/humrep/dex372 doi: 10.1093/humrep/dex372
13	PICKARD J M， ZENG M Y， CARUSO R， et al. Gut microbiota： Role in pathogen colonization， immune responses， and inflammatory disease ［J］. Immunol Rev， 2017， 279（1）： 70-89. doi:10.1111/imr.12567 doi: 10.1111/imr.12567
14	GABORIAU-ROUTHIAU V， CERF-BENSUSSAN N. Gut microbiota and development of the immune system［J］. Med Sci （Paris）， 2016， 32（11）： 961-967. doi:10.1051/medsci/20163211011 doi: 10.1051/medsci/20163211011
15	DE LUCA F， SHOENFELD Y. The microbiome in autoimmune diseases ［J］. Clin Exp Immunol， 2019， 195（1）： 74-85. doi:10.1111/cei.13158 doi: 10.1111/cei.13158
16	DE WIT N， DERRIEN M， BOSCH-VERMEULEN H， et al. Saturated fat stimulates obesity and hepatic steatosis and affects gut microbiota composition by an enhanced overflow of dietary fat to the distal intestine ［J］. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol， 2012， 303（5）： G589-G599. doi:10.1152/ajpgi.00488.2011 doi: 10.1152/ajpgi.00488.2011
17	GOMES A C， HOFFMANN C， MOTA J F. The human gut microbiota： Metabolism and perspective in obesity ［J］. Gut Microbes， 2018， 9（4）： 308-325.
18	POLAK K， BERGLER-CZOP B， SZCZEPANEK M， et al. Psoriasis and Gut Microbiome-Current State of Art ［J］. Int J Mol Sci， 2021， 22（9）：4529. doi:10.3390/ijms22094529 doi: 10.3390/ijms22094529
19	QUAGLIO A E V， GRILLO T G， DE OLIVEIRA E C S， et al. Gut microbiota， inflammatory bowel disease and colorectal cancer ［J］. World J Gastroenterol， 2022， 28（30）： 4053-4060. doi:10.3748/wjg.v28.i30.4053 doi: 10.3748/wjg.v28.i30.4053
20	BERTUCCIOLI A， CARDINALI M， DI PIERRO F， et al. Ketogenic and Low FODMAP Diet in Therapeutic Management of a Young Autistic Patient with Epilepsy and Dysmetabolism Poorly Responsive to Therapies： Clinical Response and Effects of Intestinal Microbiota ［J］. Int J Mol Sci， 2022， 23（15）：8829. doi:10.3390/ijms23158829 doi: 10.3390/ijms23158829
21	XU B， HAN Y W. Oral bacteria， oral health， and adverse pregnancy outcomes ［J］. Periodontol 2000， 2022， 89（1）： 181-189. doi:10.1111/prd.12436 doi: 10.1111/prd.12436
22	DOUGHERTY M W， JOBIN C. Intestinal bacteria and colorectal cancer： Etiology and treatment ［J］. Gut Microbes， 2023， 15（1）： 2185028. doi:10.1080/19490976.2023.2185028 doi: 10.1080/19490976.2023.2185028
23	HE Z， TIAN W， WEI Q， et al. Involvement of Fusobacterium nucleatum in malignancies except for colorectal cancer： A literature review ［J］. Front Immunol， 2022， 13： 968649. doi:10.3389/fimmu.2022.968649 doi: 10.3389/fimmu.2022.968649
24	ÁLVAREZ-ARTERO E， CAMPO-NUÑEZ A， GARCÍA-GARCÍA I， et al. Urinary tract infection caused by Enterococcus spp.： Risk factors and mortality. An observational study ［J］. Rev Clin Esp （Barc）， 2021， 221（7）： 375-383. doi:10.1016/j.rceng.2020.09.004 doi: 10.1016/j.rceng.2020.09.004
25	HUANG L， HUANG C， YAN Y， et al. Urinary Tract Infection Etiological Profiles and Antibiotic Resistance Patterns Varied Among Different Age Categories： A Retrospective Study From a Tertiary General Hospital During a 12-Year Period ［J］. Front Microbiol， 2021， 12： 813145. doi:10.3389/fmicb.2021.813145 doi: 10.3389/fmicb.2021.813145
26	DEVER J B， SHEIKH M Y. Review article： Spontaneous bacterial peritonitis--bacteriology， diagnosis， treatment， risk factors and prevention ［J］. Aliment Pharmacol Ther， 2015， 41（11）： 1116-1131. doi:10.1111/apt.13172 doi: 10.1111/apt.13172
27	SUN S， WANG D， DONG D， et al. Altered intestinal microbiome and metabolome correspond to the clinical outcome of sepsis ［J］. Crit Care， 2023， 27（1）： 127. doi:10.1186/s13054-023-04412-x doi: 10.1186/s13054-023-04412-x
28	HUANG L， LI X， ZHENG B， et al. Differential Urinary Microbiota Composition Between Women With and Without Recurrent Urinary Tract Infection ［J］. Front Microbiol， 2022， 13： 888681. doi:10.3389/fmicb.2022.888681 doi: 10.3389/fmicb.2022.888681
29	BI Y， YANG Q， LI J， et al. The Gut Microbiota and Inflammatory Factors in Pediatric Appendicitis ［J］. Dis Markers， 2022， 2022： 1059445. doi:10.1155/2022/1059445 doi: 10.1155/2022/1059445
30	ELNAGGAR J H， HUYNH V O， LIN D， et al. HPV-related anal cancer is associated with changes in the anorectal microbiome during cancer development ［J］. Front Immunol， 2023， 14： 1051431. doi:10.3389/fimmu.2023.1051431 doi: 10.3389/fimmu.2023.1051431
31	LIU Y， LI T， GUO R， et al. The vaginal microbiota among the different status of human papillomavirus infection and bacterial vaginosis ［J］. J Med Virol， 2023， 95（3）： e28595. doi:10.1002/jmv.28595 doi: 10.1002/jmv.28595
32	SHIN N R， WHON T W， BAE J W. Proteobacteria： Microbial signature of dysbiosis in gut microbiota ［J］. Trends Biotechnol， 2015， 33（9）： 496-503. doi:10.1016/j.tibtech.2015.06.011 doi: 10.1016/j.tibtech.2015.06.011
33	GUAN W J， YUAN J J， LI H M， et al. Proteobacteria community compositions correlate with bronchiectasis severity ［J］. Int J Tuberc Lung Dis， 2018， 22（9）： 1095-1105. doi:10.5588/ijtld.18.0037 doi: 10.5588/ijtld.18.0037
34	FUJIMOTO K， HOSOMI S， NAKATA R， et al. Pyogenic Spondylitis Caused by Staphylococcus schleiferi in a Patient with Crohn's Disease ［J］. Intern Med， 2022， 61（4）： 577-580. doi:10.2169/internalmedicine.7368-21 doi: 10.2169/internalmedicine.7368-21
35	ZHOU J， LI M， CHEN Q， et al. Programmable probiotics modulate inflammation and gut microbiota for inflammatory bowel disease treatment after effective oral delivery ［J］. Nat Commun， 2022， 13（1）： 3432. doi:10.1038/s41467-022-31171-0 doi: 10.1038/s41467-022-31171-0
36	WEN W， XU Y， QIAN W， et al. PUFAs add fuel to Crohn's disease-associated AIEC-induced enteritis by exacerbating intestinal epithelial lipid peroxidation ［J］. Gut Microbes， 2023， 15（2）： 2265578. doi:10.1080/19490976.2023.2265578 doi: 10.1080/19490976.2023.2265578
37	HOLMES C L， ANDERSON M T， MOBLEY H L T， et al. Pathogenesis of Gram-Negative Bacteremia ［J］. Clin Microbiol Rev， 2021， 34（2）：e00234-20. doi:10.1128/cmr.00234-20 doi: 10.1128/cmr.00234-20

分析指标	A组（n = 10）	B组（n = 14）	C组（n = 10）	F值	P值
Chao指数	328.2 ± 33.77	316.5 ± 29.19	250.1 ± 31.56	1.793	0.182
Ace指数	329.8 ± 34.61	318.6 ± 28.88	251.5 ± 30.48	1.855	0.172
Simpson指数	0.065 53 ± 0.011 43	0.085 62 ± 0.026 86	0.073 03 ± 0.013 53	0.248	0.782
Shannon指数	3.74 ± 0.150 2	3.722 ± 0.226 3	3.625 ± 0.186 5	0.096	0.909

[1]	凌鑫,钱佳萍,史冬涛,杨军,费培利. 西甲硅油治疗肠易激综合征患者对胃肠激素、肠道菌群及NLRP3炎性小体介导的炎性过程的影响[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(2): 237-241.
[2]	李楠,赵雪,阿娜丽,梁贺然,戈娜. 胆汁酸在酒精性肝病中的作用研究进展[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(15): 2187-2193.
[3]	奚可欣,赵宇骐,谢晓婷,陆云涛,范宏英,何小艳. 肠道菌群对胶质瘤的调控作用研究进展[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(14): 2027-2030.
[4]	王演,潘铁军,刘振宇,孙进波,周宇,李超圣,高磊. 肠道微生物网络在高草酸诱导大鼠肾损伤中的保护作用[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(13): 1771-1777.
[5]	黄彦玮,曾开泰,温子琪,李彦,陈容平. 帕金森病的肠道菌群标志物研究进展[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(11): 1473-1478.
[6]	毕馨文,崔远捷,陆秋娴,崔佳,卜凡,何方,杨华,李鸣. 肠道菌群对高脂饮食诱导肥胖小鼠糖脂代谢紊乱的免疫调节作用[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(11): 1505-1512.
[7]	李明,苏维,马士恒. 基于肠道免疫理论分析双歧杆菌辅助治疗肺部感染所致脓毒症的应用价值[J]. 实用医学杂志, 2023, 39(18): 2384-2388.
[8]	潘华,张敏尚,王旭,蒋丹丹. 气畅血行汤保留灌肠配合热敏灸在胃癌根治术后的应用效果[J]. 实用医学杂志, 2023, 39(16): 2130-2135.
[9]	杨燕韩瑞敏刘梦茹颜晶晶孙力王德峰 . 肠道菌群移植治疗糖尿病的研究进展 [J]. 实用医学杂志, 2023, 39(12): 1584-1587.
[10]	雷榆胡亚欣余蕾程明亮程卓丛硕蒲茜郑林 . 肝内胆汁淤积对小鼠回盲部胆汁酸谱及肠道菌群的影响 [J]. 实用医学杂志, 2023, 39(10): 1232-1236.
[11]	张杰李小悦黄家华韩静. 脓毒症相关肝损伤与肠-肝轴研究进展 [J]. 实用医学杂志, 2022, 38(7): 795-798.
[12]	张晨晨余美玲谭卫国巫株华魏文静. 常规抗结核化疗对肠道菌群的影响 [J]. 实用医学杂志, 2022, 38(6): 678-684.
[13]	梁磊, 念馨. 肠道菌群：未来2型糖尿病治疗的新靶点 [J]. 实用医学杂志, 2022, 38(3): 261-265.
[14]	齐蕊涵张洪春. 气道、肠道菌群对慢性阻塞性肺疾病的影响研究进展[J]. 实用医学杂志, 2022, 38(3): 271-275.
[15]	周孝敏王强李卓伦鱼丽萍. 肠道菌群在脊髓损伤诊治中的研究进展 [J]. 实用医学杂志, 2022, 38(3): 276-280.