16S rRNA 扩增子测序揭示神经滋养性角膜炎眼表微生物组特征及代谢功能

《BMC Microbiology》：Analysis of ocular surface microbiome characteristics in patients with neurotrophic keratitis

　　

摘要

目的

本研究旨在利用16S rRNA基因扩增子测序技术全面分析神经滋养性角膜炎（NK）患者的眼表微生物组（OSM），并探讨异常微生物代谢如何影响NK的发病机制。

方法

共纳入15名NK患者和30名健康对照组，对他们的结膜皱襞样本进行16S rRNA基因扩增子测序。通过生物信息学分析（包括alpha多样性、beta多样性、线性判别分析效应量（LEfSe）分析和PICRUSt2功能注释）来识别眼表中差异富集的微生物类群及其相关的代谢功能。

结果

与健康对照组相比，NK患者的alpha多样性显著升高，beta多样性呈现不同的聚类模式。进一步的分组分析发现了61个属于不同门级的微生物类群，其中Proteobacteria在NK组中的相对丰度明显降低。在属级别，检测到1,251个微生物类群。LEfSe富集分析确定了Acinetobacter、Cutibacterium、Staphylococcus、Corynebacterium、Methylobacterium-Methylorubrum作为NK的关键生物标志物。功能预测显示，NK患者眼表中核心代谢途径的丰度普遍降低，涉及脂肪酸生物合成、芳香氨基酸生物合成、三羧酸循环和UDP-N-乙酰葡萄糖胺生物合成等过程；相比之下，与支链氨基酸生物合成和不饱和脂肪酸代谢相关的途径在NK组中显著富集。

结论

本研究初步将NK患者的眼表病理变化与OSM联系起来，揭示了其特征性的代谢特征：核心代谢功能受到抑制，而适应性代谢功能增强，为NK的进一步机制研究和临床管理提供了理论依据。