Microbiome| 揭秘IBD患者肠道病毒组特征

文献链接：Gut virome-wide association analysis identifes cross-population viral signatures for infammatory bowel disease
发表期刊：《Microbiome》
影响因子：19.4
时间：2024年7月

最终发现：139种差异富集的病毒标志物：

• 感染 大肠杆菌、克雷伯氏菌、肠球菌B、链球菌和韦永氏球菌属的噬菌体升高，
• 感染 普雷沃氏菌、鲁米诺克氏菌E、双歧杆菌和布劳氏菌属的噬菌体在IBD中降低

UHGG 用于 宿主与病毒匹配预测

1. 实验设计

71例 IBD 患者（15 Crohn’s disease + 56 ulcerative colitis）
77 例健康人群（对照）
取样类型：粪便
实验类型：VLP metagenomes + Bulk metagenomes

宏病毒组学(Viral Metagenomics) 是宏基因组学的一个分支，是在宏基因组学概念的基础上，结合病毒自身的特点，如应用特殊方法把特定环境中所有病毒与其他微生物分开，然后提取的病毒核酸，用高通量技术进行病毒核酸测序(VLP metagenomes)，也可以不进行病毒与微生物分离并提取核酸进行测序(Bulk metagenomes)，最后将测序结果与现有的核酸文库进行比对，并运用软件分析处理后最终得到研究样品中病毒群落的组成信息。(作者使用了以上两者)

2. 肠道病毒组测序和病毒基因组组装

图1. 实验设计和肠道病毒基因组组装

3. IBD患者和健康受试者的真核和原核病毒多样性

4. IBD相关的肠道病毒组成

图2. IBD相关的肠道病毒多样性和组成结构

5. IBD 相关病毒标志物识别

确定了139个vOTU，这些vOTU在疾病组和对照组表现出一致的丰度上的显著差异。

基于 综合统一人类胃肠道基因组（UHGG） 进行了病毒宿主预测 （该集合包含 4644种肠道原核生物）

图3. IBD相关的病毒OTU识别+其原核宿主+潜在功能探索

6.此次研究的 IBD 病毒标志物普遍出现在全球的临床队列中

图4. 对比外部临床研究队列中的IBD相关vOTUs

7. 定植IBD相关病毒到结肠炎小鼠（验证性实验）

图5. 肠道病毒对小鼠DSS诱导肠炎的生物学评估

后记 (方法局限性)

• VLP可能优先捕获宿主细胞外的自由漂浮病毒，而Bulk metagenomes 则更大比例得捕捉细胞内病毒。这些观察结果表明，在IBD患者的肠道中，原核细胞裂解的发生频率更高。
• VLPs中潜在杂质的存在是本研究的一个局限。这些杂质包括大糖蛋白分子、脂蛋白分子、外膜囊泡、细菌碎片、真菌碎片，甚至微量的次级代谢产物和游离核酸，可能会影响研究结果