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海南省百岁老人队列的建立与长寿相关肠道宏基因组学研究

栾哲  
【摘要】:目的通过建立海南省百岁老人随访队列并分析其肠道菌群结构变化,揭示百岁老人由健康状态至死亡前的这一生命周期特定阶段的肠道菌群变化规律,探讨肠道菌群在维系百岁老人身体健康方面可能的作用及影响,以及肠道菌群变化与死亡进程之间可能的互相影响,为长寿状态的保持提供新的思路和途径。方法1.采用前瞻性研究的方法,随机选取海南省146名健康百岁以上老人建立随访队列。对澄迈、儋州地区64名老人进行为期15个月,间隔3个月的健康状态随访,并收集粪便及血液标本直至死亡。2.通过自身对照的方法,分别对4名百岁老人临去世前6个月(Predeath6)和去世前(Death)两个时间点的肠道菌群进行宏基因组测序研究。3.利用随机森林算法建立预测模型,寻找百岁老人临去世前相关的显著差异菌作为生物标记,对百岁老人的身体衰亡状态(即:濒临去世状态)进行预测。结果1.本队列研究始于2016年8月,入组百岁老人平均年龄为105.2±3.1岁,截至本论文完成时(2018年1月),共有15位老人达到随访终点(去世),其平均去世年龄为105.6±2.9岁,一年期死亡率为17.2%,气候因素对生存期有影响(P0.05),性别和地域因素对生存期均无显著影响。2.大肠埃希菌(Escherichiacoli)和普氏菌(Prevotella copri)在百岁老人肠道中占优势地位,肠道菌群结构在观察期内无显著统计学差异(P0.05),但在菌种层面,同另一组相比,拟杆菌属细菌(Bacteroides faecis)、普氏梭杆菌(Flavonifractorplautii)在Predeath组有显著差异,梭菌属细菌(Clostridium nexile)、长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)在 Death 组有显著差异(LDA score2)。3.临去世前衰亡状态预测模型筛选出5种相对重要菌作为微生物标志物(基于训练集的AUC=0.957)。结论基于4位百岁老人肠道菌群前后对比得出的结果,百岁老人肠道菌群去世前半年与临去世前无显著差异,推测百岁老人肠道菌群在去世前至少半年以上即表现出死亡征兆。基于随机森林模型,我们发现一些特异的标志性细菌可能对于预测百岁老人濒临去世的状态具有统计学意义。在未来的研究当中,我们将扩大监测样本量和监测持续时长,构建信息量更为丰富的百岁老人肠道宏基因组数据集,提出和完善以肠道菌群为靶点的百岁老人健康状态监测及预测方案。


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