七味白术散治疗HRV感染乳鼠的肠道宏基因组学相关研究

轮状病毒感染是导致婴幼儿急性腹泻的主要病因，目前尚无特效药物，研究提示改善肠道微生态可能是治疗的关键。中医药治疗该病有独特优势，七味白术散是代表方剂，但迄今尚缺少相关疗效机理的深入研究。本项目在动物实验中，采用新颖的研究策略，即先在小样本的人类轮状病毒（HRV）感染乳鼠研究中，利用宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白组学和代谢组学等整体分析技术，结合生物信息学和多变量分析技术滤除冗余信息，筛选与HRV感染及七味白术散作用主要相关的肠道微生物组功能基因及关键菌群；再结合实时荧光定量PCR法和代谢组学法，在较大样本量的植入关键菌群的肠道无菌乳鼠研究中，验证中药作用的关键菌群和代谢过程。这既能充分发掘宏基因组学研究的海量信息，又有效避免了数据分析技术上的限制，节省了大量研究费用，有利于我们深入探索中药复方制剂治疗轮状病毒肠炎的具体靶点，为进一步开发疗效显著、安全可靠的复方新药，提供理论和实验依据。

轮状病毒感染是导致婴幼儿急性腹泻的主要病因，目前尚无特效药物，既往研究提示改善肠道微生态可能是治疗的重要途径。中医药治疗该病有独特优势，而七味白术散则是治疗包括轮状病毒在内的小儿泄泻病的经典代表方剂，然而迄今尚缺少其疗效机理，特别是与肠道微生态相关的深入研究。本项目利用宏基因组学方法，在动物实验中初步揭示了轮状病毒感染，以及七味白术散的治疗，对肠道菌群结构的影响，并解析了相关微生物功能基因的特征性改变。通过与临床样本研究结果的对照，发现虽然婴儿与乳鼠的肠道菌群结构之间存在较大差异，但功能基因组学分析仍能从代谢途径角度揭示规律性改变，例如：尽管在具体细节上有所不同，在动物实验和临床治疗中，七味白术散的治疗总体来看，都是使肠道微生物朝向有利于酵解碳水化合物产生更多短链脂肪酸（SCFAs）的代谢方向。此外，由于本项研究所采用的基于鸟枪测序的宏基因组学方法，可精确到微生物“种”的水平，在与先期基于16s-rRNA的qPCR法所得到的类似研究结果比较后，也发现存在较大不同，提示了检测方法差异对研究结果的重大影响。而这种方法，迄今不仅在国内外中医药研究中尚未见有类似报道，在轮状病毒肠炎的动物研究中，也尚未见有相关报道。利用宏基因组学生物信息学分析所得结果，从肠道微生物代谢途径这个独特的角度，探寻轮状病毒感染导致腹泻，以及中药复方制剂治疗的作用机理，同样是非常新颖有趣的尝试。本项目的研究结果，不仅有助于揭示中医药治疗轮状病毒肠炎的肠道微生态机制，也拓展了宏基因组学方法在疾病发生机制及中医药疗效机理研究中的运用，具有重要的科学价值，将发挥持续和深远的影响。