科研快报|PacBio 16S全长测序探究游离唾液微生物群失调在牙周病中的潜在作用

背景介绍

唾液是口腔中最重要的介质。唾液中游离细菌的生态失调可能与牙周病的发生、发展、预后和复发有关，但这种潜在的关系尚不清楚。本研究的目的是探讨游离唾液微生物群在不同牙周状态下的潜在作用，它们对非手术牙周治疗的反应，以及治疗后患病个体和健康人体之间的差异。

样品收集

研究共获得10例牙周健康成人(H组)、15例牙龈炎(G组)和15例全身牙周炎(I/II期)(P组)全唾液样本，共90例。G组和P组接受超声波龈上洁治后取样（G1、P1），P组在龈下刮治和根面平整治疗术(SRP)前后取样（P2）。利用PacBio三代测序平台进行16S rRNA全长测序。

主要结果

1、微生物多样性分析、差异物种和ROC分析：H组、G0组、P0组之间比较，α多样性和β多样性分析结果均无显著差别。通过Kruskal-Wallis检验，H组的个体间距离显著低于G0和P0组(P=0.002，P<0.001)。去掉相对丰度低于0.1%的类群，进一步研究H组和P0组之间的物种差异情况，以确定可用于鉴别牙周炎的特定微生物生物标志物。分析得出中间普氏菌（Prevotella intermedia）, 疾卡氏菌（Catonella morbi）, Porphyromonas pasteri, 南充普雷沃菌（Prevotella nanceiensis）和副流感嗜血杆菌（Haemophilus parainfluenzae）为差异物种，采用这5种菌组合时，AUC分析值高达0.9733。

2、基于随机森林(RF)算法的分组分类：对所有OTUs的重要性进行排序。前30个OTU及其丰度信息如下图所示。G组和H组之间OTUs丰度无显著差异，H组健康相关类群丰度最高，P组最低。Box1和Box2为牙周病相关类群，分别对应于P0和P1组。有趣的是，P1组(Box2)中疾病相关类群的丰度高于P0组(Box1)。这在Box5中也很类似。

3、治疗前后OTU水平的差异：为了确定非手术牙周治疗前后OTU水平的差异，文中进行了MetagenomeSeq分析。P0组和P2组比较发现，P2组的OTU_8637丰度在显著增加，OTU_114和OTU_8431数量减少。与H组相比，P1组和P2组有许多不同的OTUs增加，其中大部分为牙周疾病分离类群。

PS：本文样本组间差异并不显著，通过PacBio三代全长分析得到种水平的marker菌种，也是文章的一大亮点。样本组间差异不明显的老师们可以参考本文思路哦~

文章链接：《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》

doi: 10.3389/fcimb.2021.711282