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細(xì)菌脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)或細(xì)菌內(nèi)毒素(endotoxin,ET)是革蘭陰性細(xì)菌細(xì)胞壁上的特有結(jié)構(gòu),其成分主要是O-特異性鏈、核心多糖和類脂A三部分組成。1~2歲期間腸道菌群基本形成,并在一生當(dāng)中保存相對穩(wěn)定[1]。正常菌群的種類、數(shù)量和分布是一種動(dòng)態(tài)的相對穩(wěn)定,受年齡、人種、膳食結(jié)構(gòu)、生活習(xí)慣等因素的影響而不同。肥胖癥患者腸道內(nèi)內(nèi)毒素產(chǎn)生菌過度增長是否是其肥胖發(fā)生的重要原因之一,本文研究如下:
1.1 標(biāo)本來源 收集2015年1月22日-2016年12月16日本醫(yī)院住院病人和門診體檢者的糞便標(biāo)本30 g。入選標(biāo)準(zhǔn)為BMI>30和血清內(nèi)毒素(LPS)的含量大于5 pg/mL(最低檢測下線)的肥胖癥患者。
1.2 內(nèi)毒素測定 采用MB-80微生物快速動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)及試劑盒(北京金山川科技發(fā)展有限公司),用動(dòng)態(tài)濁度法對患者血清進(jìn)行檢測。取靜脈血2 mL,離心1000 rpm,l min,制備出待測血清備用。
1.3 糞便細(xì)菌菌落計(jì)數(shù)及培養(yǎng) 稱取0.5 g糞便加入50 mL磷酸鹽緩沖液(PBS)震蕩均勻,其作為10-2稀釋度,再用PBS稀釋到10-10備用,分別取0.1 mL前述備用稀釋液,用涂菌棒涂羊血瓊脂、SS、麥康凱、沙保羅、四號瓊脂,以及腸桿菌顯色培養(yǎng)基。分別做需氧菌、厭氧菌和真菌培養(yǎng),挑選菌落最清楚的一個(gè)濃度計(jì)算菌量。每克標(biāo)本的菌落數(shù)(CFU/g)=0.1×適當(dāng)稀釋級特征菌落數(shù)(為3個(gè)復(fù)樣的均數(shù))×稀釋倍數(shù)。
1.4 菌株鑒定 全部菌株均使用Viteck2系統(tǒng)進(jìn)行鑒定。菌株生化鑒定質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)菌株為ATCC25922,ATCC25923,ATCC27853,ATCC700603均來購自安徽省臨床檢驗(yàn)中心。
1.5 大腸埃希菌16SrDNA PCR及電泳 ①挑取大腸埃希菌落放入LB培養(yǎng)液中增菌,富集細(xì)菌,用革蘭陰性菌DNA提取試劑盒(北京卓誠惠生生物科技有限公司)。②引物及PCR體系:通用引 物R1:5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’,R2:5’-GGCTACCTTGTTACGACTT-3’;PCR體系:10 X PCR Buffer (含Mg離 子)5模板DNA 50 ng,用ddH2O補(bǔ)充到50體系。③反應(yīng)程序:94 ℃,1 min,94 ℃,1 min,50℃,1 min,72℃,1.5 min,30個(gè)循環(huán);72 ℃ 2 min,25 ℃,5min,PCR擴(kuò)增產(chǎn)物1%瓊脂糖電泳檢測。
1.6 內(nèi)毒素質(zhì)控 用革蘭陰性菌脂多糖質(zhì)量控制品(購于北京金山川科技發(fā)展有限公司)進(jìn)行室內(nèi)質(zhì)量控制,注意批號的更換時(shí)導(dǎo)入新的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用Logistic多因素分析LPS所測的值與腸道菌落計(jì)數(shù)之間的相關(guān)性。
2.1 內(nèi)毒素檢測結(jié)果 46例肥胖者腸道菌群血漿標(biāo)本內(nèi)毒素含量最高為37.26 pg/mL,最低7.009 pg/mL;以50 pg/mL為陽性臨界值時(shí),血漿內(nèi)毒素含量檢測均在正常范圍內(nèi)。
2.2 細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果 46例肥胖者糞便培養(yǎng)出大腸埃希菌42例(占91%),非大腸埃希菌4例(占9%)。46例肥胖者糞便同時(shí)培養(yǎng)出2種腸桿菌的6例(13%),男女各半。42例肥胖者糞便同時(shí)培養(yǎng)出大腸埃希菌和腸球菌的2例(4%),男女各1例。42例肥胖者糞便培養(yǎng)出酵母菌的為2例(4%),均為女性。LPS所測的值與腸道菌落計(jì)數(shù)大小趨勢呈正相關(guān)(r=0.93,P<0.001)。見圖1。
圖1 46例肥胖者糞便LPS值與腸道菌落計(jì)數(shù)的關(guān)系圖
2.3 大腸埃希菌16SrDNA PCR電泳結(jié)果 46例肥胖者糞便培養(yǎng)出大腸埃希菌16SrDNA PCR電泳結(jié)果顯示,在瓊脂糖相當(dāng)于Marker的1500bp處出現(xiàn)PCR的擴(kuò)增產(chǎn)物條帶。見圖2。
圖2 46例肥胖者糞便培養(yǎng)出大腸埃希菌16SrDNA PCR電泳結(jié)果
人體腸道菌群(Intestinal nom)棲息著大約30屬細(xì)菌,超過1000多種細(xì)菌,其總重量大約1.5千克,細(xì)菌總數(shù)達(dá)1012~1014,編碼的基因數(shù)量至少是人體自身基因的100倍[2]。腸道細(xì)菌在促進(jìn)食物消化、合成蛋白質(zhì)和維生素等營養(yǎng)物質(zhì)、抵御外來致病菌侵入以及增強(qiáng)機(jī)體免疫能力等方面有著重要作用。腸道菌群通過多種機(jī)制參與機(jī)體的能量代謝、維持機(jī)體的能量平衡,包括促進(jìn)腸道微絨毛的生長、不能被消化的膳食纖維等的酵解、肽類或蛋白質(zhì)的無氧酵解、結(jié)合膽汁酸的生物轉(zhuǎn)化、草酸鹽復(fù)合物的降解及一些維生素的合成。
腸道菌群與人體共同進(jìn)化,為宿主提供其自身不具備的酶和生化代謝通路。腸道菌群通過與人體和外界環(huán)境相互作用,影響人體的營養(yǎng)、免疫和代謝[3]。腸道細(xì)菌是影響肥胖和脂肪蓄積的環(huán)境因素[4]。腸道細(xì)菌結(jié)構(gòu)和功能變化引起肥胖部分作用是通過增加吸收食物中的能量實(shí)現(xiàn)的,尤其是降解食物中的多糖,基因分析發(fā)現(xiàn),肥胖小鼠腸道細(xì)菌富含降解糖類等的能量攝入相關(guān)的基因[5]。腸道細(xì)菌能合成大量糖苷水解酶,將植物多糖轉(zhuǎn)變?yōu)閱翁?、短鏈脂肪酸(short chain fatty acids,SCFAs)、乙酸、丙酸、丁酸。世界衛(wèi)生組織(WHO)根據(jù)BMI 將通常說的“肥胖”分為超重和肥胖兩個(gè)層次,超重是指25≤BMI<30[6],肥胖是BMI>30。本次實(shí)驗(yàn)中大腸埃希菌VITEK2鑒定和16SrDNA PCR電泳結(jié)果一致,可以認(rèn)為鑒定結(jié)果正確。腸桿菌容易產(chǎn)生內(nèi)毒素,而腸道中乳酸桿菌和糞便雙歧桿菌等不易產(chǎn)生內(nèi)毒素,紅酒可以改變菌群分布[7]。
綜上所述,在小鼠實(shí)驗(yàn)中證實(shí)[8]由飲食導(dǎo)致的肥胖者其內(nèi)毒素升高,而本實(shí)驗(yàn)證實(shí)其腸道菌群中腸桿菌多是大腸埃希菌為主,輔以陰溝腸桿菌、肺炎克雷伯菌、腸球菌和酵母菌,其菌量多少與LPS大小趨勢一致。
參考文獻(xiàn)
[1] Palmer C, Bik EM, DiGiulio DB, et al.Development of the human infant intestinal microbiota. PLoS Biol,2007,5:26.
[2] Qin J, Li R, Raes J, et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature,2010,464:59~65.
[3] Neish AS. Microbes in gastrointestinal health and disease. Gastroenterology,2009,136:65~80.
[4] Backhed F, Ding H, Wang T, et al. The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage. Proc Natl Acad Sci U S A 2004,101:15718~15723.
[5] Turnbaugh PJ, Backhed F, Fulton L, et al. Dietinduced obesity is linked to marked but reversible alterations in the mouse distal gut microbiome. Cell Host Microbe,2008,3:213~223.
[6] Obesity: preventing and managing the global epidemic. Report of a WHO consultation: World Health Organ Tech Rep Ser. 2000;894:i-xii,1~253.
[7] Moreno-Indias I, Sanchez-Alcoholado L,Perez-Martinez P, et al. Red wine polyphenols modulate fecal microbiota and reduce markers of the metabolic syndrome in obese patients. Food Funct,2016,7:1775~1787.
[8] Collins KH, Paul HA, Reimer RA, et al.Relationship between inflammation, the gut microbiota, and metabolic osteoarthritis development:studies in a rat model. Osteoarthritis Cartilage,2015,23:1989~1998.