肝硬化患者肠道菌群与疾病预后相关的宏基因组学变化规律及其机制研究

Liver cirrhosis occurs as an end-stage liver diseases caused by many acute and chronic liver injuries，which is also closely related to hepatocellular carcinoma. Most cirrhotic patients eventually die from various complications of liver cirrhosis，especially from spontaneous peritonitis, hepatic encephalopathy，and other sever infections such as sepsis. Recent studies in the last decades reveal that there is definitive dysbiosis of gut microbiota in the cirrhotic patients，and the degree of the dysbiosis is related to the severity of liver cirrhosis. However，there is little investigation on the dynamic changes of the gut microbiota as the severity of liver cirrhosis changes in the same patient and the exact changes of the gut microbiota in liver cirrhosis patients of different prognosis. Our research is to focus on two time points: the administration.time，the prognosis time（recovery or death）to investigate the changes of gut microbiota in the cirrhosis patients of different prognosis from both species composition and functional genes demonstrated by metegenomic sequencing. Then we can compare the gut microbiota between the recovery prognosis group and the death prognosis group to find which species or functional genes exactly determined the prognosis. We can also compare the gut microbiota between the administration time points of different prognosis to find the key species and functional genes that related to the progression of the disease. As bacterial translocation plays an important role in the gut microbiota dysbiosis of liver cirrhosis, we determined the changes of cytokines in cirrhotic patients of different prognosis and make a network disease correlated analysis with gut microbiota dysbiosis in cirrhosis to find a relationship between the changes of gut microbiota and cytokines. The key species，functional genes and cytokines we found can mean much to microbial modulation of gut microbiota for treatment of cirrhosis in the future.

肝硬化是各种原因造成的急慢性肝脏损伤的终末期阶段。肝硬化患者肠道菌群存在显著失衡，且失衡程度与病情严重程度密切相关，但是其随病情进展的变化规律及其与不同预后的病情的关联分析少有人研究。本项目拟采取宏基因组学测序方法，对不同预后的肝硬化患者进行入院时刻和不良预后／良好预后时刻的肠道菌群结构进行物种构成和功能基因比较分析，可以发现影响最终预后的特异性的关键菌群物种、功能通路和分子标志物；并通过与相关的炎症因子表达谱进行疾病关联分析，我们可以确定参与肝硬化疾病好转与恶化的关键肠道菌群以及相应的功能通路和炎症变化，这对于通过调节肠道菌群失衡治疗肝硬化具有重大指导意义。而通过对不同预后的肝硬化患者入院初始阶段的肠道菌群进行比较分析，可以为疾病早期微生态干预提供精确靶点，并对疾病预后评估及治疗具有重要意义。

肝硬化是各种原因引起的肝脏损伤、坏死和修复过程中病情进展的终末期阶段。肝硬化可以分为代偿阶段和失代偿阶段。近年来根据病情的严重程度和疾病的预后不同，国际上又提出了更精细的分期，包括代偿期、稳定性失代偿期、非稳定性失代偿期、慢加急性肝衰竭前期、慢加急性肝衰竭期，大规模临床研究分析认为，不同的疾病分期阶段有不同的疾病预后。随着高通量测序技术的发展和生物信息学分析技术的进步，以及多组学研究手段的更新，肝硬化肠道菌群的宏基因组学测序分析深入研究成为可能。本研究进行了不同预后的肝硬化患者肠道菌群的的疾病预后相关的物种构成和功能研究及炎症关联分析，并深入分析了部分可能影响肝硬化预后的临床影响因素与肝硬化患者肠道菌群变化的关系，包括肠型聚类、病因、内镜下治疗及脾切断流手术、住院期间不良预后、后续抗生素使用，以及部分血液生化学和影像学指标，包括白细胞计数、血小板计数、白蛋白含量、总胆红素、腹水B超，分别进行了肝硬化患者肠道菌群亚组分析，揭示了肝硬化患者可聚类为2种肠型，其中肠型1的主导菌群为Prevotella_copri；乙肝和非乙肝病因的肠道菌群差异；手术、不良预后以及后续抗生素使用对肠道菌群的影响，以及白蛋白、总胆红素、腹水等临床指标的变化对菌群的具体影响，还着重分析了Prevotella_copri在内的肠道菌群随上述指标显著变化的情况。本研究还对不同病情和预后的肝病患者进行了宏基因组测序研究和疾病关联分析，揭示了Ligilactobacillus_salivarius、Streptococcus_salivarius以及unclassified_o__Eubacteriales等多种菌种随着病情进展及预后变化产生逐渐递变的显著性差异。此研究为肝硬化患者进一步行不同亚型及分期分析进行了探索研究，有利于为精准调控不同肝硬化患者的肠道微生态防治肝硬化提供理论依据。