唾液和血清脂多糖活性的口腔微生物决定因素

Oral Microbial Determinants of Saliva and Serum Lipopolysaccharide Activity

作者信息M Manzoor, J Putaala, S Zaric, J Leskelä, A Dong, E Könönen, L Lahti, S Paju, P J Pussinen
PMID41108124
发布时间2026-05
DOI10.1177/00220345251370995

实验完整度

中

对298人唾液进行宏基因组测序,测量唾液和血清LPS活性,采用多元线性回归、MaAsLin2等功能关联分析,但无独立实验验证。

主要模型

SECRETO研究298名参与者的唾液样本 唾液宏基因组测序数据 血清和唾液LPS活性检测

重点核对

唾液和血清LPS活性三分位分组及其 cutoff 值(血清0.331 EU/mL和0.473 EU/mL;唾液6,848 EU/mL和14,453 EU/mL) 唾液宏基因组测序使用Illumina NovaSeq 6000平台 血清LPS使用LAL显色法(Hycult Biotech),唾液使用重组因子C荧光法(EndoZyme II Go Plate, bioMérieux),稀释倍数分别为1:5和1:1,000 多元线性回归模型纳入的微生物属/种及协变量 MaAsLin2功能关联分析中FDR校正

摘要

脂多糖(LPS)是革兰阴性菌的毒力因子,血清中LPS的内毒素血症或易位在口腔和全身性疾病中起重要作用。口腔微生物组组成对唾液LPS活性和内毒素血症的贡献尚不清楚。我们研究了唾液和血清LPS水平是否与口腔微生物组多样性、分类学特征和功能特征相关。对来自多中心病例对照研究SECRETO(NCT01934725)的298名个体的唾液进行了宏基因组测序分析口腔微生物组。测量了血清和唾液LPS活性,并拟合了多元线性回归模型以确定预测LPS水平的微生物分类群。使用MaAsLin2(微生物组与线性模型的多变量关联)确定微生物功能特征与LPS水平的关联。唾液α多样性与血清LPS正相关,但与唾液LPS、吸烟和过去1至6个月的抗生素使用负相关。唾液LPS三分位数之间的群落组成(β多样性)存在差异(P = 0.001),但血清LPS三分位数之间无差异。共鉴定出10个与血清LPS三分位数相关的口腔分类群和59个与唾液LPS三分位数相关的口腔分类群。Prevotella、Neisseria、Leptotrichia和Porphyromonas与唾液LPS呈显著正相关,而Fusobacterium呈负相关。在这些属中,Prevotella sp. E13_17、P. gingivalis、L. wadei和F. nucleatum是关联最强的物种。在1,016个口腔微生物组代谢特征中,有几个与LPS、脂质A和O-抗原生物合成途径相关。口腔微生物组组成与唾液LPS活性强烈相关,与血清LPS的关联较弱。唾液中口腔微生物衍生的LPS活性与以增殖和生物合成途径为主的微生物代谢相关。我们的研究表明,口腔微生物组失调是唾液和血清LPS活性增加的来源。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
口腔微生物组的组成和功能特征是否与唾液及血清LPS活性相关。
核心机制
口腔微生物组失调,特别是Prevotella等属的富集,与唾液LPS活性升高相关,并伴随微生物增殖和生物合成代谢途径的增强;血清LPS与口腔微生物组的关联较弱。
主要证据
对298人唾液进行宏基因组测序,结合LPS活性测定和多元线性回归、MaAsLin2分析,发现Prevotella、Neisseria、Leptotrichia、Porphyromonas与唾液LPS正相关,Fusobacterium负相关,且高唾液LPS与LPS生物合成等代谢途径相关。
研究意义
研究提示口腔微生物组失调是唾液和血清LPS活性增加的来源,可能增强局部和全身炎症;唾液LPS活性作为临床研究指标具有相关性,但尚不能用于临床实践。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

研究人群与样本采集

建立研究队列并获取唾液样本进行微生物组分析。

从SECRETO多中心病例对照研究中纳入298名参与者,进行口腔临床检查,采集刺激唾液样本并提取DNA。

2

宏基因组测序与 taxonomic profiling

分析口腔微生物组的分类学组成和多样性。

对唾液DNA进行宏基因组测序,使用Illumina NovaSeq 6000平台,并进行生物信息学分析以获取物种和属水平的丰度及α/β多样性。

3

LPS活性测定

定量血清和唾液中的LPS活性,并按三分位数分组。

血清LPS使用LAL显色法测定,唾液LPS使用重组因子C荧光法测定,根据样本类型内三分位数分为低、中、高组。

4

微生物组与LPS的关联分析

识别与LPS水平相关的微生物分类群和功能特征。

使用Spearman相关、线性回归、PERMANOVA、LEfSe、多元线性回归和MaAsLin2分析微生物组多样性和分类群/功能与LPS三分位或水平的关联。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
鲎变形细胞裂解物试验Hycult Biotech--
EndoZyme II Go板bioMérieux--
Illumina NovaSeq 6000测序仪Illumina--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
LPS活性测定
血清和唾液样本的稀释倍数(1:5和1:1,000)以及LPS活性三分位数 cutoff 值
阅读提示:Methods中的LPS measurement小节
宏基因组测序
测序平台和DNA提取方法
阅读提示:Methods中的Sample Collection and Metagenomic Sequencing小节
微生物组与LPS关联分析
多元线性回归模型纳入的变量和LEfSe、MaAsLin2的参数设置
阅读提示:Methods中的Statistical Analysis小节及补充方法