研究背景:放射性食管炎是当前胸部肿瘤放疗过程中的常见并发症。疾病的主要病理改变为食管黏膜受放射线照射后出现的局部充血、水肿,随病情进展进一步表现为食管局部狭窄,瘢痕样改变。与之相对应,患者表现出进食不适,胸骨后烧灼感、胸部疼痛等临床症状。当前放射性食管炎的诊断以临床症状为诊断依据,缺乏特异性诊断指标、有效的评估手段。放射性食管炎的发病以及病情进展与放射剂量成正相关改变。放射性食管炎不仅直接影响患者生活质量,提高食管气管瘘等放射相关并发症的发生率,亦可影响患者远期治疗效果。随着分子生物学的发展,运用高通量测序技术结合宏基因组学的技术路线分析人体微生物菌落结构变化与疾病的发生相关性研究已广泛展开,当前大部分研究以粪便为标本研究消化道微生物展开,关注消化道微生物与代谢性疾病及消化道疾病的相关性。食管作为消化道的重要组成部分,已有相关研究证明食管内存在丰富的菌群分布。食管微生物群落构成的改变与真菌性食管炎、反流性食管炎等疾病的发生、发展存在直接联系。作为胸部肿瘤放疗过程中的常见并发症,放射性食管炎放疗过程中菌群结构的改变尚不明确,通过高通量测序技术分析放射性食管炎患者菌群结构及多样性特征的研究也未见报道。研究目的:应用高通量测序技术结合生物信息分析技术探究放射性食管炎患者消化道菌群多样性特征;探究放疗对消化道菌群结构改变的影响并寻找与放射性食管炎疾病相关的特异菌种;为探索放射性食管炎新的预防与治疗方式提供理论指导。材料与方法:本研究中采用粪便菌群代表消化道菌群,分三个时间段采集标本:一为患者入院未行任何治疗前;二为患者放疗过程中出现放射性食管炎症状且未行对症治疗前;三为放疗治疗结束后。同时收集健康人群粪便作为对照。本研究收集32例放射性食管炎患者粪便样本作为试验组,同时收集41例健康人群粪便标本作为对照组。主要实验步骤方法如下:1.基因片段获取:采用物理破碎结合化学裂解的方法提取样本中的细菌DNA,利用特异性内切酶提取细菌的16S rDNA片段。2.扩增基因片段:利用软件设计扩增引物,应用聚合酶链式反应(PCR)针对16S rRNA序列的高变区进行扩增。3.测序:利用454焦磷酸高通量测序平台对16S rRNA序列的可变区扩增子进行高通量测序,获取原始数据。4.物种注释:分析原始数据,鉴定细菌操作分类单元(OTUs,相当于种的水平),根据OTU相似性进行分类得到菌种分布,与细菌基因文库比对明确各菌种对应的细菌类型。5.统计分析:应用生物信息学技术得到菌种分布的稀释曲线、Chaol曲线、Shannon曲线等进行样本内复杂度分析(α多样性),评估测序有效性及样本内的菌种分布。通过主坐标分析(PCoA)和UPGMA聚类分析进行放射性食管炎患者与健康人群菌群结构的样本间比较分析(β多样性),寻找与疾病相关特异性菌种。结果:1.经过对下机数据的预处理,各样本数据均满足后续分析要求,通过α多样性分析证实各样本测序深度足以覆盖样本内菌群分布,各组样本丰度及均匀度均好。2.高通量测序结果显示放射性食管炎患者的菌群多样性与健康人群存在明显差异。放射治疗前后患者消化道菌群存在明显差异。3.放射性食管炎患者消化道菌群的主要组成有厚壁菌门、拟杆菌、变形菌门、梭菌属、放线菌、蓝藻菌门、软壁菌门。其菌种构成与健康人相似,但其菌种丰度存在明显差异。4.不同原发疾病的放射性食管炎患者消化道菌群构成未见明显差异。结论:1、放射性食管炎患者消化道存在大量细菌群落,其构成存在多样性与特征性。2、放射性食管炎患者消化道菌群构成与健康患者存在明显差异,其中优势菌群种类相似,其菌种丰度发生明显变化。3、放射性食管炎患者接受放疗治疗过程中,其消化道菌群结构发生持续改变,放疗前与放疗后存在明显差异。4、不同原发疾病的放射性食管炎患者其消化道菌群的构成未见明显差异。