高云逸 ,孟淑華 ,肖瑤 ,魏軍平
1.北京中醫(yī)藥大學(xué),北京 100029;2.北京市西城區(qū)廣外醫(yī)院,北京 100055;3.中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院廣安門醫(yī)院,北京 100053
橋本甲狀腺炎(Hashimoto thyroiditis,HT)又稱慢性淋巴細(xì)胞性甲狀腺炎,是一種自身免疫性甲狀腺炎。甲狀腺在組織胚胎學(xué)上由原始消化管的前腸部分分化而來(lái)。腸道菌群參與宿主的代謝、免疫調(diào)節(jié)、維持胃腸道穩(wěn)態(tài)等生理活動(dòng)[1]。既往研究表明,實(shí)驗(yàn)性自身免疫性甲狀腺炎大鼠腸道菌群組成發(fā)生明顯變化,其中厚壁菌門Firmicutes相對(duì)豐度顯著升高,擬桿菌門Bacteroidetes相對(duì)豐度下降[2],因此腸道菌群物種組成和豐度改變可能與HT相關(guān)。HT屬中醫(yī)學(xué)“癭病”范疇,現(xiàn)代醫(yī)家多認(rèn)為,HT與情志不暢有關(guān)[3-4]。肝喜條達(dá)而惡抑郁,肝失疏泄則氣機(jī)郁結(jié),肝木克脾土,則脾氣受損,水液運(yùn)化失司,痰氣互結(jié)于頸部而發(fā)病。一項(xiàng)關(guān)于新診斷HT的橫斷面研究結(jié)果顯示,肝郁脾虛證占觀察人數(shù)的63.3%[5],因此,我們認(rèn)為肝郁脾虛為本病的主要特點(diǎn),貫穿始終。本研究采用腸道菌群分析法對(duì)HT肝郁脾虛證患者、HT非肝郁脾虛證患者和健康人群進(jìn)行腸道菌群檢測(cè),以觀察HT及HT肝郁脾虛證患者腸道菌群特征?,F(xiàn)報(bào)道如下。
選取2020年10月-2021年12月中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院廣安門醫(yī)院、北京市西城區(qū)廣外醫(yī)院內(nèi)分泌門診HT患者。同時(shí)納入健康體檢者10例為健康對(duì)照組。
1.2.1 西醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)
依據(jù)《中國(guó)甲狀腺疾病診治指南——甲狀腺炎》[6]制定HT診斷及分期標(biāo)準(zhǔn)。
1.2.2 中醫(yī)辨證標(biāo)準(zhǔn)
參照《中藥新藥臨床研究指導(dǎo)原則(試行)》[7]制定肝郁脾虛證辨證標(biāo)準(zhǔn)。主癥:胃脘或脅肋脹痛,腹脹,食少納呆,便溏不爽;次癥:情緒抑郁或急躁易怒,善太息,腸鳴矢氣,腹痛即瀉,瀉后痛減,舌苔白或膩,脈弦或細(xì)。符合主癥3項(xiàng),或主癥2項(xiàng)、次癥2項(xiàng)即可明確辨證。非肝郁脾虛證參考《中醫(yī)常見(jiàn)證診斷標(biāo)準(zhǔn)》[8-9]進(jìn)行辨證。
HT患者:①年齡18~65歲;②符合上述西醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn);③近3個(gè)月未服用中藥(包括中成藥、成分明確的湯劑和成分未知的方藥等);④近3個(gè)月未服用硒制劑;⑤近6個(gè)月未服用抗生素類藥物;⑥近3個(gè)月未服用益生菌/益生元或其他微生態(tài)調(diào)節(jié)劑;⑦近6個(gè)月未罹患急性胃腸炎等腸道相關(guān)疾病。符合肝郁脾虛證辨證標(biāo)準(zhǔn)者納入HT肝郁脾虛組,其他證型者均納入HT非肝郁脾虛組。
健康對(duì)照組:①年齡18~65歲;②無(wú)HT相關(guān)疾病或相關(guān)疾病家族病史;③近3個(gè)月未服用中藥(包括中成藥、成分明確的湯劑和成分未知的偏方等);④近3個(gè)月未服用益生菌/益生元或其他微生態(tài)調(diào)節(jié)劑;⑤近6個(gè)月未患有感染性疾病或服用抗生素類藥物;⑥近6個(gè)月未罹患急性胃腸炎等腸道相關(guān)疾病。
①合并Graves病者;②妊娠或備孕婦女、哺乳期婦女;③有嚴(yán)重心、肝、腎、腦、血液系統(tǒng)等并發(fā)癥或合并其他嚴(yán)重原發(fā)性疾病、精神病患者;④不能配合完成試驗(yàn)期間實(shí)驗(yàn)室檢查及問(wèn)卷調(diào)查者。
①受試者一般資料,包括性別、年齡、身高、體質(zhì)量、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)等;②甲狀腺功能及自身抗體水平:血清游離三碘甲狀腺原氨酸(FT3)、游離甲狀腺素(FT4)、總?cè)饧谞钕僭彼幔═T3)、總甲狀腺素(TT4)、促甲狀腺激素(TSH)、甲狀腺過(guò)氧化物酶抗體(TPO-Ab)、甲狀腺球蛋白抗體(Tg-Ab);③甲狀腺超聲檢查結(jié)果;④中醫(yī)基本癥狀,如是否有脘脅脹痛,食少納差,腹痛欲瀉、瀉后痛減,情緒抑郁,煩躁易怒等。
受試者簽署知情同意書后,研究人員準(zhǔn)備糞便樣本收集套裝并收集受試者新鮮糞便樣本2 g,立即放入-80 ℃冰箱保存。隨后使用常規(guī)方法提取DNA、設(shè)計(jì)引物、PCR擴(kuò)增、產(chǎn)物純化、檢測(cè)純度和濃度,構(gòu)建文庫(kù)、測(cè)序,并根據(jù)樣本物種信息進(jìn)行豐富度和結(jié)構(gòu)分析、差異性比較。
采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。正態(tài)分布數(shù)據(jù)以±s表示,所有正態(tài)分布、方差齊數(shù)據(jù)2組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
HT肝郁脾虛組9例,均為女性,平均年齡(41±12)歲,BMI(22.33±1.66)kg/m2;HT非肝郁脾虛組12例,包括男性2例、女性10例,平均年齡(39±10)歲,BMI(23.83±2.21)kg/m2;健康對(duì)照組10例,包括男性1例、女性9例,平均年齡(37±12)歲,BMI(21.90±1.79)kg/m2。3組受試者性別、年齡、BMI比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。性別分布符合既往HT流行調(diào)查研究結(jié)果[10]。
HT肝郁脾虛組患者甲狀腺功能正常6例,亞甲減期3例,甲減期0例;HT非肝郁脾虛組患者甲狀腺功能正常6例,亞甲減期6例,甲減期0例。2組甲狀腺功能及自身抗體水平比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
本研究受試者31個(gè)樣本經(jīng)序列拼接、過(guò)濾后,共產(chǎn)生1 280 526個(gè)序列。使用USEARCH根據(jù)序列相似度將序列聚類為操作分類單元(OTU),相似度閾值為97%,將稀有序列棄去,最終共聚類為16 941個(gè)OTU,以O(shè)TU為基礎(chǔ)進(jìn)行多樣性分析。
2.3.1 OTU數(shù)目及物種豐度
一組含有多個(gè)樣本時(shí),若檢測(cè)到某個(gè)OTU的樣本數(shù)達(dá)到50%以上,則認(rèn)為這一組含有該OTU。HT非肝郁脾虛組、HT肝郁脾虛組、健康對(duì)照組腸道菌群樣品平均OTU數(shù)目分別為(601±250)個(gè)、(442±176)個(gè)、(623±177)個(gè),其中健康對(duì)照組腸道菌群OTU數(shù)目較多,但3組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.086)。各組間共有和各自特有OTU數(shù)目即OTU組成相似性及重疊情況見(jiàn)圖1。3組共有的OTU共171個(gè),HT肝郁脾虛組、HT非肝郁脾虛組、健康對(duì)照組特有的OTU分別為39個(gè)、16個(gè)、210個(gè)。
圖1 3組受試者腸道菌群OTU Venn圖
2.3.2 OTU主坐標(biāo)分析
主坐標(biāo)分析(PCoA)結(jié)果見(jiàn)圖2。與HT患者腸道菌群樣本相比,健康對(duì)照組腸道菌群樣本OTU組成分布相對(duì)集中,表明健康對(duì)照人群腸道菌群主成分相似度高于HT患者。
圖2 3組受試者腸道菌群OTU PCoA二維圖
2.3.3 Alpha多樣性比較
Alpha多樣性包括豐富度、均勻度、多樣性等,使用mothur計(jì)算Alpha多樣性指數(shù)。sobs表示觀察到的物種數(shù),即OTU數(shù);chao指數(shù)和ace指數(shù)反映樣品中群落的豐富度;shannon指數(shù)越大表明多樣性越高;simpson指數(shù)越小表明多樣性越高。HT肝郁脾虛組多樣性較高,但與其他2組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見(jiàn)表1。
表1 3組受試者腸道菌群Alpha多樣性指數(shù)(±s)
表1 3組受試者腸道菌群Alpha多樣性指數(shù)(±s)
指數(shù)sobs chao ace shannon simpson HT肝郁脾虛組601.22±249.81 716.43±262.19 726.44±266.55 3.28±0.99 0.17±0.13 HT非肝郁脾虛組442.08±176.35 557.40±194.09 578.70±211.08 2.63±0.92 0.24±0.16健康對(duì)照組622.50±176.76 765.10±188.97 776.20±200.96 3.23±0.55 0.17±0.10 F值2.688 2.853 2.306 2.011 1.011 P值0.086 0.075 0.118 0.153 0.377
2.3.4 物種分布及其豐度比較
以目、屬分類水平為例,本研究所有樣品共注釋到20個(gè)優(yōu)勢(shì)菌目、39個(gè)優(yōu)勢(shì)菌屬(不包含unclassified),結(jié)果見(jiàn)圖3、圖4、表2、表3。從目水平來(lái)看,HT患者的梭菌目Clostridiales相對(duì)豐度較健康對(duì)照組偏低,HT肝郁脾虛組高于HT非肝郁脾虛組;HT患者的擬桿菌目Bacteroidales相對(duì)豐度較健康對(duì)照組偏高,而HT肝郁脾虛組低于HT非肝郁脾虛組。從屬水平來(lái)看,3組擬桿菌屬Bacteroides相對(duì)豐度差異不大;HT肝郁脾虛組棲糞桿菌屬Faecalibacterium相對(duì)豐度低于HT非肝郁脾虛組和健康對(duì)照組;HT患者普氏菌屬Prevotella相對(duì)豐度明顯高于健康對(duì)照組。
圖3 3組受試者腸道菌群目水平分布
圖4 3組受試者腸道菌群屬水平分布
表2 3組受試者腸道菌群目水平相對(duì)豐度(前10位,%)
表3 3組受試者腸道菌群屬水平相對(duì)豐度(前10位,%)
腸道菌群是人體內(nèi)復(fù)雜的微生物生態(tài)系統(tǒng),種類及數(shù)量龐大,與人類共生,其基因組有人類“第二基因組”之稱[11]。近年來(lái),腸道菌群失調(diào)與疾病關(guān)系越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外研究者的重視。HT是自身免疫性疾病的一種,有研究報(bào)道,腸道菌群通過(guò)甲狀腺-腸軸參與HT發(fā)生發(fā)展并改變甲狀腺功能[12]。腸道菌群受年齡、BMI等因素影響,因此本研究根據(jù)HT患者基本情況匹配健康志愿者以減少偏倚。
本研究結(jié)果表明,HT肝郁脾虛證患者腸道菌群物種相對(duì)豐度發(fā)生改變,并且與HT非肝郁脾虛證患者腸道菌群物種豐度也有一定差異,提示HT患者腸道菌群改變與證候有一定關(guān)系。但本研究HT肝郁脾虛組部分患者兼有血瘀、氣虛等證,HT非肝郁脾虛組包含肝郁化火、脾腎陽(yáng)虛、肝郁氣滯、脾腎氣虛等證型,這可能對(duì)HT肝郁脾虛組和HT非肝郁脾虛組腸道菌群差異性分析造成影響。
本研究結(jié)果顯示,健康人群擬桿菌目相對(duì)豐度低于HT肝郁脾虛證患者及非肝郁脾虛證患者,這與既往研究發(fā)現(xiàn)甲狀腺功能減退型HT患者腸道擬桿菌門數(shù)量顯著多于甲狀腺功能正常型HT患者一致[13]。研究發(fā)現(xiàn),擬桿菌目可以促進(jìn)結(jié)腸中上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞數(shù)目增加,進(jìn)而以髓樣分化因子88依賴的方式產(chǎn)生白細(xì)胞介素-6(IL-6)[14],IL-6參與HT免疫紊亂,與Th1/Th2比例失衡相關(guān)[15],提示擬桿菌目豐度增高可能是HT轉(zhuǎn)歸的危險(xiǎn)因素。此外,HT肝郁脾虛證多見(jiàn)于疾病早中期,后期多為脾腎陽(yáng)虛證,脾運(yùn)化功能失??梢鹉c道微生態(tài)系統(tǒng)失去自穩(wěn)狀態(tài),使腸道菌群失調(diào),從而通過(guò)免疫相關(guān)機(jī)制對(duì)甲狀腺產(chǎn)生影響,還可影響與HT相關(guān)的碘、硒等微量元素的代謝吸收。因此,這一研究結(jié)果還提示腸道菌群物種分布和豐度可能與HT疾病存在相關(guān)性。
本研究還發(fā)現(xiàn),HT患者普氏菌屬相對(duì)豐度明顯高于健康人群。有研究顯示,普氏菌屬豐度較高的女性表現(xiàn)較高水平的負(fù)面情緒,如焦慮、苦惱和敏感性等[16],而情志不暢與HT關(guān)系密切,HT患者伴隨焦慮、抑郁狀態(tài)的發(fā)病率遠(yuǎn)高于一般人群[17],所以普氏菌屬可能與HT相關(guān)。但也有研究認(rèn)為,普氏菌屬部分成員的豐度與Th17呈負(fù)相關(guān),并可抑制促炎因子水平[18-19],而國(guó)內(nèi)外研究多認(rèn)為Th17/Treg比例失衡是HT發(fā)生、發(fā)展的重要原因[20-21],所以普氏菌屬的部分成員還可能是HT發(fā)病的保護(hù)因素。HT患者腸道菌群普氏菌屬的多樣性和豐富度與HT的相關(guān)性還有待進(jìn)一步研究。