复旦大学：《人体的社交网络——共生微生物》课程教学资源（文献讨论）十月怀胎一场梦——人体菌群变化与早产的关系 Temporal and spatial variation of the human microbiota during pregnancy

Temporal and spatial variation of the human microbiota during pregnancy 十月啉胎一场梦 人体菌群变化与早产的关系 15千 rrrrrrrerr 小组成员 14301050034刘哲宁 14301050095蔡巧婷 14301050111王艺颗 14301050113吴佳美 2016年7月15日

十月怀胎一场梦 ——人体菌群变化与早产的关系 1 小组成员： 14301050034 刘哲宁 14301050095 蔡巧婷 14301050111 王艺颖 14301050113 吴佳美 2016年7月15日 Temporal and spatial variation of the human microbiota during pregnancy

一些小常识 o早产是指妊娠满28周至不足37周(196-258日)间分 娩者。此时娩出的新生儿称早产儿,体重1000 2499g。国内早产占分娩总数的5%~15%。约15% 的早产儿死于新生儿期 o健康妇女阴道排出物中活菌数为1029CFU/ml,厌氧 菌与需氧菌的比例为5:1 o健康孕妇阴道菌群中的主要常驻菌有:乳杆菌 (878%)、表皮葡萄球菌(45.7%)、假丝酵母菌 256%)、粪链球菌(19.4%)、丙酸杆菌 (15.5%),与正常妇女相比还有棒状杆菌和人型支 原体分离率增加的情况

一些小常识  早产是指妊娠满28周至不足37周（196-258日）间分 娩者。此时娩出的新生儿称早产儿，体重1000～ 2499g。国内早产占分娩总数的5%～15%。约15% 的早产儿死于新生儿期。  健康妇女阴道排出物中活菌数为102-9CFU/ml，厌氧 菌与需氧菌的比例为5：1。  健康孕妇阴道菌群中的主要常驻菌有：乳杆菌 （87.8%）、表皮葡萄球菌（45.7%）、假丝酵母菌 （ 25.6% ） 、 粪 链 球 菌 （ 19.4% ） 、 丙酸杆菌 （15.5%），与正常妇女相比还有棒状杆菌和人型支 原体分离率增加的情况。 2

实验方法 取样部位 分组 阴道 vagina 研究组40人 降结肠(粪便) distal gut(stool) 验证组9人 唾液 saliva 牙齿/牙龈 tooth/gur 分析方法 取样频率 Linear mixed-effects modeling 产前每周 weekly medoid-based clustering 产后每月 monthly Markov chain modeling

实验方法 分组 •研究组40人 •验证组9人 取样部位 •阴道 vaginal •降结肠（粪便） distal gut(stool) •唾液 saliva •牙齿/牙龈 tooth/gum 取样频率 • 产前每周 weekly • 产后每月 monthly 分析方法 • Linear mixed-effects modeling • medoid-based clustering • Markov chain modeling • …… 3

调查结果 Group discovery dataset validation dataset delivery outcome preterm term preterm term subjects 11 Mean maternal age (range) 28(19-39)30(19-41)34(27-45)31.8(29-37) Antibiotic use 4 during gestation Nulliparity 2 4 5

调查结果 Group discovery dataset validation dataset delivery outcome preterm term preterm term subjects 11 29 4 5 Mean maternal age (range) 28 (19-39) 30 (19-41) 34 (27-45) 31.8 (29-37) Antibiotic use during gestation 4 8 0 0 Nulliparity 2 4 2 5 4

实验过程与结论 o对4个部位的微生物群落多样性( diversity)和组成成分 ( composition)进行分析 adiversity, Diversity, relative otU abundances 在妊娠期间阴道、粪便、唾液、牙齿的菌落多样性( diversity)和 组成( composition)是相对稳定的。 oCST:妊娠时阴道微生物群落的状态类型(ⅴ aginal community state types of pregnancy the stability(稳定性) and interconnectedness(相互 关联性) of cst、CST的持续状态和互相转变

实验过程与结论  对4个部位的微生物群落多样性(diversity)和组成成分 (composition)进行分析 αdiversity、βdiversity、 relative OTU abundances 在妊娠期间阴道、粪便、唾液、牙齿的菌落多样性(diversity)和 组成(composition)是相对稳定的。  CST：妊娠时阴道微生物群落的状态类型（vaginal community state types of pregnancy） the stability(稳定性) and interconnectedness （相互 关联性）of CST 、CST的持续状态和互相转变 5

实验过程与结论 CST4 阴道高多样性的细菌状态类型(CST4)的时间持续性和所占 比例与早产相关 加德纳菌和解脲支原体的丰度可以衡量有 CST4( community state type)妇女的早产风险。 σ分娩伴随着对阴道菌群结构的极大的破坏

实验过程与结论 CST4 阴道高多样性的细菌状态类型(CST4)的时间持续性和所占 比例与早产相关 加 德 纳 菌 和 解 脲 支 原 体 的 丰 度 可 以 衡 量 有 CST4(community state type)妇女的早产风险。  分娩伴随着对阴道菌群结构的极大的破坏。 6

各部位采样结果 A Vagina Stool Saliva Tooth/ Gum p=061245- p=0.053 4.5 p=0.264 4.5 p=0068 30 1.5 1.5 15 15 0.0 10 40 10203040 10203040 10203040 B 0.6 p=0.942 0.6 p=0.637 0.6 p=0866 06 p=098 d :油 0.2 0.2 0.0 0.0 1203。401。20312。341023o C 05 p=0.314 0.5 p=0.489 0.5 p=0.581 p=0.579 0.4 04- 0.4 0.4 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 02- 0.2 0.1 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 10203040 10203040 Gestational weeks Gestational Weeks Gestational Weeks Gestational Weeks

各部位采样结果 7

5种阴道细菌状态 类型(CSTS) Very pre Term CST1 CST Lactobacillus crispatus-dominant Lactobacillus crispatus Lactobacillus iners CST2 Lactobacillus jensenii Relative Lactobacillus gasseri abundance Lactobacillus gardnerella 1000 gasseri-dominant Prevotella Prevotella CST3 Finegold- Lactobacillus Megasphaera 0.100 Atopobium iners-dominant Prevotella CST4 Ureaplasma I II lI 0010 Prevotella Lactobacillus-poor Dialister Dialister 0.001 (diverse community) Nigella CST Peptoniphilus+即 Prevotella lactobacillus Staphylococcus aureus Prevotella jensenii-dominant Sample n=761

5种阴道细菌状态 类型(CST S ) CST1 Lactobacillus crispatus -dominant CST2 Lactobacillus gasseri -dominant CST3 Lactobacillus iners -dominant CST4 Lactobacillus -poor (diverse community ) CST5 Lactobacillus jensenii -dominant n=761 8

STABILITY AND INTERCONNECTEDNESS o generally stable on the y time scale of weeks o Some maintained a single 非你非非非, CST throughout gestation whereas others exhibited relatively frequent transitions “ o The frequency of interstate transitions did not appear to be associated with delivery outcome 30 Gestational Weeks P---preterm M---marginal T---term ---delivery

STABILITY AND INTERCONNECTEDNESS  Generally stable on the time scale of weeks  Some maintained a single CST throughout gestation, whereas others exhibited relatively frequent transitions  The frequency of interstate transitions did not appear to be associated with delivery outcome. 9 P---preterm M---marginal T---term )---delivery

STABILITY AND INTERCONNECTEDNESS B Fraction preterm o inter -cst transitions 00 05 o four 0979 Lactobacillus dominated CSTs(1, 2, 3, 5) 0976 were more stable than CST2 the diverse cst(4) 先 0.831 2 had the fewest connections CST4 CST o cst 4 was the most 0875 interconnected 0.684 10

后 STABILITY AND INTERCONNECTEDNESS  inter-CST transitions  Four Lactobacillus￾dominated CSTs(1,2,3,5) were more stable than the diverse CST (4).  CST 2 had the fewest connections.  CST 4 was the most interconnected. 10 先