结肠癌患者舌苔类型与肠道菌群相关性研究

辛红 脱璐尧 初旭 徐巍

摘要 目的：本研究旨在探讨结肠癌患者常见舌苔类型与肠道菌群的相关性。方法：选取2019年3月至2019年9月哈尔滨医科大学附属第一医院收治的4种常见舌苔类型的结肠癌患者78例作为研究对象，采用高通量16S rDNA测序方法分析各组患者菌群的生物多样性及物种组成。结果：患者中薄白苔18例、薄黄苔12例、白腻苔22例、黄腻苔26例。4种舌苔类型结肠癌患者肠道菌群多样性差异有统计学意义（均P<0.05）。在门分类水平上，各组丰度最高的5个菌门为厚壁菌门（Fimicutes）、变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）、疣微菌门（Verrucomicrobia）。属分类水平上，各組排前10名的菌属丰度主要集中在肠球菌属（Enterococcus）、大肠埃希菌/志贺菌属（Escherichia/Shigella）、链球菌属（Streptococcus）、克雷伯氏菌属（Klebsiella）、阿克曼氏菌属（Akkermansia）、毛螺菌属（Lachnospiracea-incertae-sedis）、布劳特氏菌属（Blautia）、拟杆菌属（Bacteroides）、丹毒丝菌科未命名属（Erysipelotrichaceae-incertae-sedis）、双歧杆菌属（Bifidobacterium）。结论：结肠癌患者不同舌苔类型的肠道菌群在生物多样性与物种组成方面均具有显著的差异性，为进一步研究以舌象变化为主要辨证依据的结肠癌诊疗提供实验依据。

关键词 结肠癌;舌苔类型;肠道菌群;相关性;16S rDNA;生物多样性;辨证依据;诊疗

Research on the Relationship between the Types of Tongue Coating and Intestinal Flora in Patients with Colon Cancer

XIN Hong，TUO Luyao，CHU Xu，XU Wei

（The First Affiliated Hospital of Harbin Medical University，Harbin 150001，China）

Abstract Objective：To investigate the relationship between common tongue coating types and intestinal flora in patients with colon cancer.Methods：A total of 78 cases of colon cancer patients with 4 common tongue coating types admitted to the First Affiliated Hospital of Harbin Medical University from March 2019 to September 2019 were selected as research objects.The biodiversity and species composition of the flora of each group of patients were analyzed by high-throughput 16S rDNA sequencing.Results：Among the patients，there were 18 cases of thin moss，12 cases of thin yellow moss，22 cases of white moss and 26 cases of yellow moss.There were significant differences in intestinal flora diversity among patients with colon cancer with four kinds of tongue coating（all P<0.05）.At the level of phylum classification，the five phyla with the highest abundance in each group were Fimicutes，Proteobacteria，Bacteroidetes，Actinobacteria and Verrucomicrobia.At the taxonomic level，the richness of the top 10 genera in each group was mainly concentrated in Enterococcus，Escherichia/Shigella，Streptococcus，Klebsiella，Akkermansia，Lachnospiracea-incertae-sedis，Blautia，Bacteroides，Erysipelotrichaceae-incertae-sedis，Bifidobacterium.Conclusion：There are significant differences in biodiversity and species composition of intestinal flora with different tongue coating in patients with colon cancer，which provides experimental basis for further study on diagnosis and treatment of colon cancer based on tongue image change.

Keywords Colon cancer; Tongue coating type; Intestinal flora; Relationship; 16s rDNA; Biodiversity; Diagnosis; Treatment

中图分类号：R241;R735.3文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2021.17.024

结肠癌（Colon Cancer）是常见的消化道恶性肿瘤，其发生率居所有恶性肿瘤的第3位，死亡率居第2位[1-3]。研究发现结肠癌的发生发展与肠道微生态、代谢调节紊乱等因素密切相关[4-6]。中医药因具有多靶点、多途径等特点，在结肠癌的早期预防以及诊疗中具有重要优势;随着中医药在结肠癌的综合治疗中逐渐受到重视，中医药与结肠癌的临床研究也日益增多[7-9]。中医药在防治结肠癌方面一直以辨证论治为指导思想，证候是辨证论治和临床诊疗的基础，而中医舌诊在证候的判定中起到至关重要的作用。近年来，有研究表明舌苔的形成与舌苔上皮细胞中的促凋亡基因Bax、Fas、TGF-β3等的调控有关[10-11]。然而有关结肠癌患者舌苔类型与肠道菌群变化的研究相对较少，因此，探明结肠癌患者舌苔类型与肠道菌群变化的关系，对于结肠癌的中医药治疗能起到指导作用，并为结肠癌的辨证论治提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年3月至2019年9月于哈尔滨医科大学附属第一医院诊断为结肠癌的患者78例作为研究对象，其中男41例，平均年龄（64.96±9.24）岁;女37例，平均年龄（60.14±10.48）岁。

1.2 诊断标准 参照国际癌症研究机构出版的《消化系统肿瘤WHO分类》2010年第4版的病理组织学或细胞学作为本研究诊断标准。

1.3 纳入标准 1）经肠镜及病理诊断为结肠癌;2）年龄20～80岁;3）6个月内未应用抗生素或微生物制剂;4）腹部和盆腔超声、CT或胸片检查提示无远处转移;5）神志清楚，能够进行交流;6）符合伦理委员会要求，患者或家属签署知情同意书。

1.4 排除标准 1）有其他癌症病史;2）有严重的肝、肾、心、脑等脏器器质性或功能性病变;3）有精神类病史，不能参加并规范完成临床调查;4）孕妇或哺乳期妇女;5）6个月内接受过放化疗治疗。

1.5 样本采集

在样本采集前，采用调查问卷详细记录受试者的年龄、性别、饮食习惯及饮食等基本资料，详细记录患者的舌苔特征。粪便样本采集前应先排净小便，防止尿液污染粪便。

1.5.1 舌象诊断及图像摄取 由2名主治中医师分别独立对患者的舌象进行判断，对舌象判断结果有异议者讨论后确定，如未达成一致则请教上一级医师。患者在做肠镜检查前1日，口服泻药前，用清水漱口，进行舌象的观察，检测条件为自然光线，取坐位观察，统一采用华为P20 Pro手机（像素4 000万）进行拍摄。采集舌象并判定苔色和苔质，将舌苔分为薄白苔、薄黄苔、白厚/腻苔、黄厚/腻苔4组。

1.5.2 DNA提取、扩增和测序 收集结肠癌患者和健康人群粪便样本，-80 ℃保存。标本检测由天昊生物公司完成，采用粪便DNA提取试剂盒（MiSeq Reagent Kit v3，QIAGEN德国，货号：142578）进行粪便DNA的提取。引物对应区域：16SV3-V4区，使用Illuminam MiSeq平台进行细菌16S rDNA高通量测序。

1.6 统计学方法 Alpha多样性用于分析样品内的微生物群落多样性。通过多变量统计学方法主坐标分析（Principal Co-ordinates Analysis，PCoA），非加权组平均聚类（Unweighted Pair-group Method with Arithmetic Means，UPGMA）等分析。采用SPSS 22.0统计软件处理数据，计量资料用均数±标准差（±s）表示，采用K-W非秩和检验或Wilcoxon检验进行统计学分析，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况

共收集结肠癌患者78例，其中薄白苔组（BBT）18例，薄黄苔组（BHT）12例，白腻苔组（BNT）22例，黄腻苔组（HNT）26例。见表1。

2.2 各组间Alpha多样性分析

采用Mann-Whitney U非参数检验肠道菌群的Alpha多样性指数差异，结果显示，HNT组和BNT组与BBT组和BHT组比较，菌群的多样性指数更高，且差异有统计学意义（均P<0.05）。丰富度用Chao1指数表示，多样性用ACE、Shannon、Simpson指数表示。见图1。

2.3 各组菌群分水平比较

在门分类水平上，所有样本中丰度最高的5个菌门分别为厚壁菌门（Fimicutes）、变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）、疣微菌门（Verrucomicrobia）。BNT组变形菌门明显高于其他3组（P<0.05），BNT组厚壁菌门明显低于其他各组（P<0.05）。见表2。

2.4 各组菌群属水平比较

属水平差异分析，各组排前10名的菌属丰度主要集中在肠球菌属（Enterococcus）、大腸埃希菌/志贺菌属（Escherichia/Shigella）、链球菌属（Streptococcus）、克雷伯菌属（Klebsiel--la）、阿克曼菌属（Akkermansia）、毛螺菌属（Lachnospiracea-incertae-sedis）、布劳特氏菌属（Blautia）、拟杆菌属（Bacteroides）、丹毒丝科未命名属（Erysipelotrichaceae-incertae-sedis）、双歧杆菌（Bifidobacterium）。BBT组菌属间菌群含量最丰富的是肠球菌属（Enterococcus）、大肠埃希菌/志贺菌属（Escherichia/Shigella），相对丰度最低的是梭形杆菌（Fusobacterium）。BHT组菌属间菌群含量最丰富的是肠球菌属（Enterococcus）、大肠埃希菌/志贺菌属（Escherichia/Shigella），相对丰度最低的是乳酸杆菌（Lactobacillus）、粪球菌（Coprococcus）。BNT组菌属间菌群含量最丰富的是大肠埃希菌/志贺菌属（Escherichia/Shigella）、肠球菌属（Enterococcus），相对丰度最低的是柔嫩梭菌（Faecaliobacterium）、微小单胞菌（Parvimonas）。HNT组菌属间菌群含量最丰富的是大肠埃希菌/志贺菌属（Escherichia/Shigella）、链球菌属（Streptococcus），相对丰度最低的是柠檬酸杆菌（Citrobacter）、狄氏副拟杆菌（Parabacteroides）。见图2。

2.5 各组肠道菌群菌属间菌群LEfSe分析

在上述4个组中，设定线性判别分析（Linear Discriminant Analysis，LDA）阈值为2，筛选相应证候的代表菌群。BBT组优势菌属为肠球菌属（Enterococcus）、放线菌属（Actinomyces）。BHT组优势菌属为丹毒丝科未命名属（Erysipelotrichaceae incertae sedis）。BNT组优势菌属为柯林斯氏菌（Collinsella）、伊格尔兹氏菌属（Eggerthella）、内脏臭气杆菌（Odoribacter）、优杆菌属（Anaerovorax）。HNT苔组优势菌属为布劳特氏菌属（Blautia）、芽孢殖菌属（Gemmiger）、多利菌属（Dorea）、中融合杆菌（Fusicatenibacter）。见图3。

3 讨论

肠道菌群作为人体内最庞大的微生物生态系统，参与人体的消化、物质代谢、能量转化、免疫调节等过程，并通过形成“生物菌膜”来抵御外源致病菌[12-13]。研究发现肠道微生物可通过多种途径影响肠道稳态，如通过分泌代谢物质、刺激炎症介质分泌，引起炎症反应等，最终诱导产生致癌物质，导致结直肠癌的发生[14-15]。中医药辨证论治在结肠癌预防和治疗领域一直扮演着重要角色，舌象是中医核心要素之一，而舌苔是辨证论治的重要依据，近年来，中医学舌诊中不同舌象的生物学基础逐渐成为研究热点，利用现代科学技术手段，从形态学、微生态学、分子生物学等不同角度探讨舌苔形成和变化的机制，取得了一定的成果[16-18]。

我们探索了结肠癌不同舌苔患者肠道菌群的分布情况，将78例结肠癌患者的中医舌象特征与肠道菌群相关联，通过主成分分析、组间差异分析来探索不同中医舌象对应的肠道微生态改变。以LDA评分2分作为分界，发现了BBT组拥有2种代表菌群，BHT组有1种代表菌群，BNT组拥有4种代表菌群，HNT组有4种代表菌群。上述筛选出的菌群可作为不同舌苔微生态的Panel，能够为进一步研究舌苔转化应用提供基础。本研究表明不同舌苔类型结肠癌患者肠道菌群的结构和组成不同，提示可通过舌苔类型辨别菌群的结构变化，通过调节菌群结构和数量可平衡肠道微生态，进而达到结肠癌精准治疗的目的，以期实现以中医舌象为基础的结肠癌个体化治疗。

舌苔作为中医辨证论治的核心内容，在结肠癌的中医药预防和诊疗方面起到重要作用。本研究发现结肠癌患者舌苔类型与肠道菌群之间存在相关性，不同舌苔类型的肠道菌群结构特点不同，特别是发现薄白苔、薄黄苔、黄腻苔具有特定的标志肠道菌群，为深入研究结肠癌患者舌苔形成分子机制提供了新的思路，希望能为结肠癌的中医精准治疗提供实验依据。

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（2021-01-05收稿 责任编辑：张乐杰）