支气管哮喘患儿痰液宏基因组学和代谢组学研究

Bronchial asthma, a common chronic respiratory disease in children, was traditionally regarded as a non-infectious disease. Current hypotheses, however, argue that asthma can be caused by microbial infection. We hypothesize that a variety of microbes are more commonly found in sputum of children of asthma and that these microbes contribute to their disease state except reported previously.The present study proposes to use a combined metagenomic and metabolomic approach to explore microbial diversity, identify microbial community characteristics, and characterize the chemical makeup of sputum from children with asthma. Subsequently, chemical components of the sputum will be studied further by identifying and cloning their encoding genes for in vitro expression and functional studies. These studies are aimed at establishing a link between microbial infection and the mechanisms leading to asthma development. Insight obtained from these studies will be useful for developing novel diagnostic biomarkers and aiding in the prevention and control of asthma.

支气管哮喘是儿童最常见的慢性呼吸道疾病之一，传统认为是非感染性疾病，近年来研究显示细菌感染可能是诱导哮喘发生发展的重要原因之一。本研究计划采集哮喘患儿痰液标本，建立宏基因组文库，与正常痰液标本比较后探讨哮喘患儿呼吸道细菌多样性及群落特征；研究同时用代谢组学技术检测痰液中的活性物质，根据检测结果，从宏基因组文库中筛选活性物质的编码基因，对其进行基因克隆表达、功能研究，并建立定量PCR方法检测这些基因在哮喘患者痰液中的表达情况。研究有望明确哮喘患儿痰液中细菌的种类及其参与炎症发生的代谢物，为探讨细菌感染与哮喘的关系提供新的思路，并可能发现新的诊断标志物，为开发哮喘病防治新策略提供理论依据。

支气管哮喘是儿童最常见的慢性呼吸道疾病之一，近年来研究显示细菌感染可能是诱导哮喘发生发展的重要原因之一。本研究采集哮喘患儿痰液标本，建立宏基因组文库，与正常痰液标本比较后探讨哮喘患儿呼吸道细菌多样性及群落特征；研究同时用代谢组学技术检测痰液中的活性物质，根据检测结果，通过宏基因组与代谢组学关联分析的方法，为探讨细菌感染与哮喘的关系提供新的思路，并可能发现新的诊断标志物，为开发哮喘病防治新策略提供理论依据。.第一部分，我们使用宏基因组测序技术来获得小儿哮喘痰中细菌多样性的估计。实验发现细菌群落组成的差异与小儿哮喘相关，有 2000多种不同的细菌分类群，拟杆菌占其研究中发现的总细菌的10％至20％。第二部分，在代谢研究中，在具有哮喘的儿童中观察到的突出的代谢特征是能量代谢途径的改变，可能与募集能量的炎症细胞有较大关联。样本中肌酸酐水平下降，肌酸酐是肌酸的下游代谢物，提示炎症细胞可能通过尿素循环促进能量代谢。第三部分，实验观察到哮喘患儿的外周血单个核细胞产生IL-2、IL4水平增高,而IFN-γ水平减少,IL-4水平与其血清总IgE、IgG水平呈正相关。