16S结果解读

首先描述的结果是ASV结果

ASV(扩增子序列变异体) 是 16S rRNA 测序分析中的一种高分辨率方法,替代了传统的 OTU(Operational Taxonomic Unit)。ASV 分析通过对每个样本中的精确序列进行比对和校正,获得单碱基分辨率的微生物群信息。注:参考论文时切忌不要看out进行类比

在这里插入图片描述
比如下方:发现不同组共有的微生物
在这里插入图片描述

5.3.2 Alpha多样性

一个生态群落的多样性有两个指标,一个是丰富度,用来衡量一个生态系统有多少种物种,另外一个是均匀度,衡量不同物种的数量差异。Alpha多样性分析就是通过对一系列Alpha多样性指数进行评估,获得环境群落中物种的丰富度、多样性等信息。

Observed_Species
对某个样品而言, 表示该样品中实际观测到的物种数目。

Shannon
最初是由 Claude Shannon 在计算字符串熵(不确定性或信息量)时提出的。Shannon指数越大,表示不确定性大。不确定性越大,表示这个群落中未知的因素越多,也就是多样性高。

Simpson
由EdwardHugh Simpson ( 1949) 提出。数值范围在0-1之间,当群落里只有一种物种的时候,此时Simpson值最小为0,同时也是我们直观理解的多样性最小。当物种种类无限多(丰富度最高),并且每个物种数目都一致(均匀度最高)的时候,Simpson值为最大为1,多样性最大。

Chao1
用于估计样品中所含 ASV数目,Chao1 在生态学中常用来估计物种总数,数值越大代表物种越多,最早由Chao (1984) 提出。

Goods_Coverage
反映群落覆盖率(Community coverage),其数值越高,则样本中新物种没有被测出的概率越低,覆盖程度越高,该指数实际反映了本次测序结果是否代表样本的真实情况。

Pielou_E
即Shannon’s evenness,主要反映群落均匀度(Community evenness),数值越大,越均匀。

ACE
用来估计群落中含有 ASV数目的指数,同样由Chao提出(Chao and Yang, 1993),是生态学中估计物种总数的常用指数之一,数值越大代表物种越多。

上述的指数选择合适2-3个就可以,要主要趋势是否一致

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我们选其中一个解释下结果
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该图表明 LQS_SPD 和 LKI_YD 组的肠道菌群多样性均低于 NC 组,其中 LQS_SPD 组的多样性最低,提示其肠道菌群失衡最为严重。

上述的三个体现菌群多样性的指数,在不同分组中趋势是一样的。趋势不一样的指数不要放

#########Beta 多样性########

下面我展示了4个结果分别看标题,可以发现unweighted_unifrac_anosim的结果最好

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其实主要看p差异具有极显著统计学意义,R值(0.4855):
R值介于 0 和 1 之间,表示组间差异和组内一致性的相对比例。表明组间差异显著,但组内仍存在一定的离散性。
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物种组成

我以门为例子进行阐述
图表解读:堆叠柱状图(Stacked Barplot)

  1. 图表概述
    主题:展示 LKI_YD(肝肾阴虚)、LQS_SPD(肝郁脾虚) 和 NC(正常对照组) 不同组别肠道菌群在 门水平(Phylum Level) 的相对丰度分布。
    横轴:不同组别。
    纵轴:菌群的相对丰度百分比(Relative Abundance (%))。
    颜色区分:不同颜色表示不同菌门,图例列出了具体的菌门名称。

在这里插入图片描述2. 核心结果与意义
(1) Firmicutes(厚壁菌门)
占比最高:Firmicutes 是所有组别中的优势菌门,在 LKI_YD、LQS_SPD 和 NC 中均占据较大比例。
NC 组稍高于 LQS_SPD 和 LKI_YD:
意义:
厚壁菌门与短链脂肪酸(SCFAs,特别是丁酸)生成相关,能够维持肠道屏障功能和抗炎作用。
病理组(LKI_YD 和 LQS_SPD) 中比例下降,可能反映了炎症或菌群功能失衡对厚壁菌的抑制。
(2) Bacteroidota(拟杆菌门)
NC 组最高,LQS_SPD 和 LKI_YD 略低:
意义:
拟杆菌门主要参与多糖代谢和碳水化合物发酵,对维持肠道代谢稳态至关重要。
病理组的下降 表明肠道代谢能力的削弱,这可能导致能量供应不足并进一步加剧功能障碍。
(3) Proteobacteria(变形菌门)
病理组(LQS_SPD 显著低于LKI_YD
意义:
Proteobacteria 包括许多条件致病菌,其比例升高通常与炎症、氧化应激和肠道屏障功能受损相关。可能提示肝郁脾虚组炎症反应更为显著。
(4) Verrucomicrobiota(疣微菌门)
LQS_SPD 显著高于LKI_YD
Verrucomicrobiota(如 Akkermansia muciniphila)与肠道黏液层的完整性和抗炎功能密切相关。病理组的减少 可能反映肠道屏障功能受损,导致促炎菌的竞争优势增加。

与疾病的关联

菌群失衡与肠道屏障受损:
病理组(LQS_SPD 和 LKI_YD) 的特征表现为:
益生菌减少:如 Verrucomicrobiota 和 Bacteroidota 的减少。
致病菌增加:如 Proteobacteria 和 Desulfobacterota 的富集。
这种变化可能导致肠道代谢功能下降,炎症水平升高,进一步加剧疾病的进展。

注上述描述我只描述了门,正常要描述在这里插入图片描述

下面进行

该图展示了**不同组别(LQS_SPD、LKI_YD、NC)**中微生物的相对丰度在不同分类水平(如门、纲、目、科、属、种)的分布情况。
在这里插入图片描述
关键结果与解读
(1) Clostridia(梭菌纲)和 Bacilli(芽孢杆菌纲)
Clostridia:

在 NC(正常对照组) 中相对丰度最高,而 LQS_SPD 和 LKI_YD 中显著降低。
意义:
梭菌纲包括许多产生短链脂肪酸(SCFAs,特别是丁酸)的菌群,与维持肠道屏障功能和抗炎作用密切相关。
LQS_SPD 和 LKI_YD 中的减少可能导致肠道屏障功能下降,加剧炎症反应。
Bacilli:

在 LQS_SPD 和 LKI_YD 中高于 NC。
意义:
芽孢杆菌纲中包含一些条件致病菌(如某些乳杆菌属),丰度增加可能与肠道菌群失衡和炎症有关。
(2) Faecalibacterium(粪杆菌属)及其未分类种
在 NC 组 中相对丰度最高,而在 LQS_SPD 和 LKI_YD 中显著减少。
意义:
Faecalibacterium 是重要的抗炎菌,能产生丁酸,有助于维持肠道健康。
在 LQS_SPD 和 LKI_YD 中减少可能导致炎症增加和代谢功能受损。
(3) Lachnospiraceae(瘤胃球菌科)
LQS_SPD 和 LKI_YD 的丰度低于 NC。
意义:
Lachnospiraceae 是厚壁菌门中的重要科,能够产生短链脂肪酸并支持肠道健康。
丰度减少可能反映肠道微生物代谢能力下降。
(4) Bacteroidota(拟杆菌门)及其分类
Bacteroidota 和 Bacteroidales:

在 NC 组 中相对丰度较高,LQS_SPD 和 LKI_YD 中显著降低。
意义:
拟杆菌门与多糖和纤维代谢密切相关,其减少可能导致能量代谢不足。
Agathobacter(阿加托杆菌属):

NC 组 丰度较高,LQS_SPD 和 LKI_YD 显著减少。
意义:
Agathobacter 是一种重要的抗炎菌属,与肠道屏障功能和免疫调节相关。
(5) Megamonas(大单胞菌属)
在 LQS_SPD 和 LKI_YD 中高于 NC。
意义:
Megamonas 是一种与脂质代谢相关的菌属,通常在代谢性疾病(如肥胖或糖尿病)中富集。
在肝郁脾虚和肝肾阴虚中丰度升高可能与肠道代谢紊乱有关。
(6) Dialister(双歧杆菌属)
在 LQS_SPD 和 LKI_YD 中高于 NC。
意义:
Dialister 是一种条件致病菌,可能与肠道炎症状态相关。
丰度增加可能加重肠道微环境的失衡。

###PICRUSt2

PICRUSt2 的核心功能
PICRUSt2 的核心是通过已知的系统发育关系和参考数据库,预测微生物群落的潜在功能基因组及其功能活性。

(1) 系统发育推测
根据样本中检测到的物种(如 OTU 或 ASV),推测每种微生物的基因组潜力。
基于系统发育树,假设基因功能在亲缘关系接近的物种中保守。
(2) 功能基因组预测
利用参考数据库(如 KEGG、MetaCyc)预测微生物中可能存在的功能基因。
通过计算每个样本中每种微生物的丰度,生成 基因丰度表。
(3) 功能注释
输出包括 KEGG Pathway(代谢通路)、Enzyme Commission (EC) 编号(酶的分类)以及 MetaCyc 通路等信息。

下面这个图是KEGG的结果
在这里插入图片描述
脂质代谢(Lipid Metabolism)与PBC的关系:
PBC患者通常伴随脂质代谢紊乱,可能与胆汁酸代谢障碍和肝脏功能减退有关。
**LKI_YD(肝肾阴虚)和LQS_SPD(肝郁脾虚)**可能分别对应不同程度的代谢紊乱,通过菌群结构变化影响脂质代谢。
肝肾阴虚(LKI_YD)可能表现为肠道菌群多样性下降,益生菌减少,功能性代谢通路紊乱(如短链脂肪酸合成减少)。
肝郁脾虚(LQS_SPD)可能表现为与能量代谢相关菌群的功能增强(如拟杆菌目)或特定炎症相关菌群的上升。
在这里插入图片描述
临床意义与中医证型解读
肝肾阴虚(LKI_YD):可能与 Faecalibacterium 丰度显著降低、肠道屏障功能受损和胆汁酸代谢紊乱有关。这可能加剧脂质代谢障碍,加重 PBC 的病理特征。
肝郁脾虚(LQS_SPD):肠道菌群功能相对较好,但仍存在一定程度的脂质代谢异常。这可能与其中医证型中“肝郁脾虚”的代谢负担增加相符。
正常对照(NC):高丰度的 Faecalibacterium 可能是维持脂质代谢平衡和 PBC 防御的重要菌群。

这个Faecalibacterium来源与物种组成属水平的结果,可以看到Faecalibacterium
在这里插入图片描述

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