基于16S rRNA测序探讨不同糖尿病足危险程度与皮肤菌群的相关性研究

摘要

背景 糖尿病足（DF）是糖尿病患者常见且严重的慢性并发症之一，具有高发病率、高致残率和高复发率等特点，严重影响了患者的生活质量。近年来研究发现，皮肤微生态失衡可能在DF的发生中发挥重要作用。目的采用16S rRNA测序技术，分析不同DF危险程度患者足底皮肤菌群组成差异，探讨菌群失衡与DF发生风险之间的关系，为DF的早期预警和干预提供微生态依据。方法 纳入2023年6月—2024年3月在遵义医科大学第二附属医院就诊的糖尿病患者64例及健康成年人16例，依据国际糖尿病足工作组（IWGDF）分级标准，将研究对象分为5组：对照组（16例）、极低风险组（VL组，16例）、低风险组（L组，15例）、中等风险组（M组，16例）及高风险组（H组，17例）。采集患者足底皮肤试纸样本，提取DNA，对16S rRNA基因V3～V4区扩增并通过Illumina Miseq平台进行高通量测序。使用Qiime 2软件进行OTU聚类和注释，结合线性判别分析效应量（LEfSe）及Metastats检验方法分析菌群差异。结果 5组DF不同危险程度患者的足部皮肤菌群α多样性（Chao1、ACE、Shannon及Simpson指数）比较，差异均有统计学意义（P<0.001）。基于Bray-Curtis距离的主坐标分析（PCoA）显示，菌群结构在不同组间明显分离（P=0.001）。随着DF危险程度的升高，VL组、L组、M组及H组拟杆菌门和变形菌门丰度依次较前一个较低风险组增加，厚壁菌门和放线菌门丰度依次较前一个低风险组减少（P<0.001）。属水平上，VL组、L组、M组及H组棒状杆菌属、链球菌属、拟杆菌属丰度依次较前一个较低风险组增加，而葡萄球菌属丰度依次较前一个较低风险组减少（P<0.001）。LEf Se分析显示VL、L、M、H组的标志菌分别为栖水菌属、拟杆菌属、加德纳菌属和棒状杆菌属（P<0.05）。结论 糖尿病患者足底皮肤菌群组成与DF危险程度密切相关。随着危险程度增加，菌群α多样性明显升高，菌群结构明显分离。DF高危患者表现出拟杆菌门、变形菌门及拟杆菌属等革兰氏阴性菌丰度升高，厚壁菌门、放线菌门及葡萄球菌属等革兰氏阳性菌明显减少，而低危患者则表现出相反的菌群变化，反映出明显的菌群失衡。不同DF危险程度患者足底具有特异性标志菌，提示菌群特征可作为DF风险评估与干预的潜在靶点。

关键词

糖尿病足 / 菌群 / 16S rRNA测序 / 危险程度

基金资助

国家自然科学基金资助项目（82460167,82260167）; 贵州省科技计划项目（黔科合基础-ZK[2022]一般639）; 贵州省科学技术协会青年科技人才托举工程（NO.GASTYESS202434）; 贵州茅台医院科技创新项目（MTyk2022-42）; 遵义市科技计划项目（遵市科合HZ字[2022]279号）