文章发表：肠菌在辅助诊断骨折相关感染

背景

骨折相关感染（FRI）是骨科创伤手术后最具挑战性的并发症之一，治疗困难，复发率高。疾病的早期诊断对于治疗的选择和手术后的恢复非常重要。然而，当没有明显的FRI临床体征（例如窦道或脓性分泌物）时，FRI只能通过术中感染体征、术后细菌培养和组织病理学结果进行确诊。FRI早期诊断的辅助参考指标血清炎症因子具有非侵入性、便宜、能快速反映机体免疫状态的特性，但其敏感性和特异性低，诊断价值有限。因此，FRI极易漏诊，从而增加治疗难度、多次手术的机会及由于未检测到的感染点而导致的复发率。有研究表明，感染和炎症会导致肠道微生物群的改变。本研究旨在探究FRI患者的肠菌变化，并评估肠菌在辅助诊断FRI上的价值。

方法

本研究纳入FRI 20例，排除了2周内使用抗生素或益生菌、有其他全身性疾病或代谢性疾病等的样本，以避免混杂因素的影响。匹配基线特征，纳入骨折愈合患者（FH）18例，健康对照（HC）12例。通过粪便16S rRNA V3V4区测序检测不同群体的肠道菌群。

主要结果

1. FRI，FH和HC的菌群差异分析

FRI、FH和HC三组的菌群结构存在明显差异。用LEfSe找出的三组各自的特征菌属根据构建生态失调指数，FRI组显著高于FH组和HC组，而FH组和HC组之间没有差异，提示局部骨感染可能导致肠道微生物的改变。利用生态失调指数能很好的区分FRI组和HC组及FH组，AUC分别为90.42%、88.89%。另外，用GLM鉴定的差异属构建生态失调指数进行上述分析，结论一致。

2. FRI组中肠菌与可见脓液或窦道的关系

在FRI组中，3名患者有窦道，13名患者术前有化脓性渗出，其余4名患者无明显临床体征。将FRI组分成手术前有窦道或脓液（Yes）和手术前没有窦道或脓液（No）两个亚组，两组在肠菌的丰富度和多样性、整体菌群结构、厚壁菌与拟杆菌比和生态失调指数方面均无显著差异，且生态失调指数无法对两组进行有效区分。

但无论是有窦道或脓液组还是没有窦道或脓液组，生态失调指数区分其与FH、HC的AUC都高于FRI两亚组间的AUC。以上结果表明，手术前窦道或脓液的存在可能不会显著影响FRI组的肠道微生物群，不管有无窦道或脓液的存在，肠菌都有潜力辅助诊断FRI。

3. 肠道菌群与血清炎症标志物的关系

为了探索血清炎症标志物与肠道微生物群组成变化之间的可能关联，本研究分析了FRI和FH组中的血清炎症标志物。FRI组嗜中性粒细胞、红细胞沉降率（ESR）、血清C反应蛋白（CRP）和血清淀粉样蛋白A（SAA）水平显著高于FH组。Logistic回归分析表明随着ESR、CRP和SAA水平的升高，FRI的可能性越大。当血清炎症标志物用作鉴别诊断指标时，其最大AUC为81.81%，表明它们在辅助诊断FRI上效果不如肠菌。此外，Spearman相关性分析表明，FRI特征菌的相对丰度与血清炎症标志物的增加有关。上述结果表明，肠道微生物群组成的变化可能与FRI期间全身炎症标志物的增加有关。

结论及假设

本研究分析了FRI、FH及HC的肠道微生物群特征，并评估其作为辅助诊断FRI工具的价值。结果表明，FRI患者的细菌多样性降低，存在明显的菌群失调，并且利用特征菌构建的生态失调指数足以有效区分FRI患者与FH和HC。FRI患者的生态失调指数显著高于FH组和HC组。FRI的这种生态失调，至少部分是由局部感染引起的全身炎症因子的变化引起的。此外，手术前窦道或脓液的存在对FRI患者的肠道微生物群没有显著影响。

骨折创伤、手术过程和感染等应激因素可能导致肠缺血再灌注，影响肠上皮细胞层和粘膜层，并增加肠屏障的通透性，从而影响肠菌。也就是说，FRI可能通过压力和肠道通透性的改变来引起肠道微生物群的变化。此外，虽然FRI是一种局部感染，但它可引起全身炎症反应。事实上，FRI患者的血清炎症标志物水平明显高于FH患者。压力和炎症可抑制PPAR-γ途径（过氧化物酶体增殖物激活的受体-γ），肠上皮细胞中的PPAR-γ途径被抑制后可能导致肠道微生物群中Enterobacteriaceae/Escherichia col的增加和丁酸盐产生菌（Clostridia和Lachnospiraceae）的减少。具体的机制有待进一步研究。

题外话：

这是我们进入肠道微生物领域的第二篇文章，上一篇是《文章发表：绝经后骨质疏松患者的肠道菌群以及代谢组分析》

两篇文章都是与湿实验的课题组合作的，所谓兵马未动，粮草先行，在合作之前，我们自己先开发工具，《助力微生物组学分析--实验室新R包MicrobiotaProcess》。

并且与珠江医院周宏伟教授合作开发了微生物组数据分析平台CMAP。

并且在去年针对重大慢病微生态地域异同及关键标志物挖掘多中心临床研究/CALM2101项目内部开展了一次培训。此平台成为CALM2101项目开展的重要保障之一。

题外话说这么多，无非总结起来就一句话：欢迎找我们合作！