免疫球蛋白是主要抗体同形像存在于粘膜分泌物和执行host-microbiota共生在老鼠身上,但选择性iga缺乏症(sIgAd)人类通常被描述为无症状。 这里,我们确定了IgA缺乏对人类肠道微生物群组成的影响和评估的可能性,粘膜分泌IgM可以弥补缺乏分泌IgA。 我们使用16 s rRNA基因测序和细菌细胞分类评估肠道微生物群组成和taxa-specific抗体涂层的肠道微生物群在15 sIgAd主题和匹配控制。 尽管补偿IgM分泌进入肠道流明,sIgAd主题显示改变肠道微生物群组成,与健康对照组相比。 这些变化表现为下降的趋势总体微生物多样性以及重要的特定微生物类群的相对丰度的变化。 分泌IgA在健康对照组微生物群的目标定义子集通过高级涂料,补偿IgM sIgAd科目显示不如IgA特异性和绑定一个更广泛的微生物群的子集。 我们得出结论,IgA扮演着关键和冗余作用在控制人类肠道微生物群组成,分泌IgA已经进化到维持一个多样化的和稳定的肠道微生物群落。

分泌免疫球蛋白A的主要抗体同形像粘膜分泌物和防御病原微生物中发挥着重要作用1。 然而,即使在没有感染的情况下,身体会产生每天大约4克的IgA,超过其他所有抗体同形像的总和2。 这IgA分泌到肠道内腔,它结合和“外套”特定的肠道microbiota-the数万亿的成员结构上在人类肠道细菌3.。

分泌IgA起着至关重要的作用在塑造小鼠的肠道微生物群的组成和功能4,5。 各种转基因小鼠模型显示缺陷分泌抗体反应具有戏剧性的改变肠道微生物组成、功能,上皮细胞基因表达,尽管生产和补偿性IgM分泌6,7,8,9,10,11。 然而,IgA的作用在塑造人类微生物群的组成和功能很大程度上仍未知,直到最近。

选择性IgA不足(sIgAd),定义为血清IgA的浓度小于7 mg / dl正常受试者的血清免疫球蛋白和IgM水平大于四岁,人类是最常见的原发性免疫缺陷。 其发病率不同的地理区域,从1:700 1:18,500在日本欧洲血统的人12。 而IgA缺陷通常被描述为“无症状”,sIgAd主题展览增加感染的发生率,过敏和自身免疫性疾病包括炎症性肠病13,14。 然而,缺乏一致的肠道病理sIgAd受试者表明额外的免疫防御机制可能弥补缺乏IgA-mediated保护粘膜表面。

这里,我们直接检查缺IgA的影响在人类肠道微生物群定义的组成和稳定肠道微生物群sIgAd主题和控制。 我们确认之前发现分泌IgM可以部分弥补缺乏IgA sIgAd科目15。 尽管如此,sIgAd主题展览温和但一致和显著改变肠道微生物群组成。 此外,补偿IgM分泌IgA主题显示独特的微生物绑定模式相比传统分泌IgA。 综合来看,这些研究都揭示了一个独特的和冗余作用分泌IgA在塑造人类肠道微生物群落结构。

sIgAd主题展览补偿microbiota-targeted IgM分泌

15个主题报道sIgAd和15岁——sex-matched健康对照组被采矿电子医疗记录和血清免疫球蛋白分析(表1)。 所有主题报道IgA缺陷显示血清IgA水平低于检测下限研究招生的时候尽管适龄血清免疫球蛋白浓度(无花果。1)。 六的15 sIgAd受试者自称增加上呼吸道感染的发病率与同龄人相比。 没有IgA受试者接受抗生素在前4周研究的参与。 之前研究参与和抗生素的使用之间的平均时间是6.5个月和六个15 sIgAd科目没有抗生素使用情况登记(表之前2)。 一sIgAd主题有慢性腹泻和非特异性胃肠道不适没有内镜乳糜泻或炎症性肠病的证据,和三个sIgAd受试者之前诊断自身免疫性疾病(两个1型糖尿病和一个与乳糜泻)。

sIgAd主题展览补偿microbiota-targeted IgM分泌。 (一个15)血清免疫球蛋白和IgA水平sIgAd科目。 (b)分泌粪便以ELISA IgA的水平。 (c粪便)分泌IgM水平以ELISA。 (d)细菌涂料用IgA或IgM sIgAd粪便微生物群从15名健康对照组的科目。 * * *通过Mann-Whitney U检验p < 0.001。

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sIgAd通常是诊断基于血清中可检测IgA的缺失。 因此,我们首先检查对象是否与血清IgA不足还缺乏IgA在凳子上。 科目缺乏血清IgA平均3.3±1.7μg /毫升分泌IgA的凳子比健康对照组72.8±17.8μg /毫升(无花果。1 b)。 聚合物Ig受体、负责运输IgA在上皮进入肠道流明,还可以结合和运输pentameric IgM。 因此,有人建议,IgM可能至少部分补偿与sIgAd受试者的IgA的缺失16。 符合这样的预测,我们发现sIgAd主题显示的水平明显高于IgM的凳子比健康对照组(平均50.4±15.8μg /毫升sIgAd和5.9±1.9 ug /毫升控制)(图1 c)。 分泌抗体的潜在影响的微生物群也可以衡量流量仪分析IgA或IgM涂层的肠道微生物群(补充图。1)3.。 sIgAd主题显示察觉IgA涂层通过流式细胞术,而健康对照组的细菌的一个重要部分是明显涂上了IgA(0.2±1%和11.9%±1.8)(图1 d)。 相比之下,sIgAd主题显示显著的细菌涂料IgM(2.7±11.7%),实质上反映了IgA涂料在控制; 相比之下,健康对照组表现出最小的涂层与IgM(0.3±1.3%)(图1 d)。

sIgAd科目港改变肠道微生物群落

评估IgA缺乏对肠道微生物群落组成的影响,我们对粪便样本进行16 s rRNA基因测序十五sIgAd主题和15健康对照组。 IgA一直建议支持增强小鼠模型的整体肠道微生物多样性17。 因此,我们首先评估微生物群多样性使用各种指标。 我们观察到一个多样性下降趋势sIgAd学科为多个α多样性指标(观察辣子鸡、香农多样性指数和Chao1),但是这些差异无统计学意义(p < 0.05)(图2)。 抗生素指出影响肠道的微生物多样性18,19,我们也评估α多样性的子集sIgAd受试者并没有暴露在抗生素治疗至少12个月之前样本集合。 我们发现微生物多样性在这些科目没有明显不同于那些已经采取了一种抗生素1 - 12个月之前样品收集(补充图。2)。 此外,使用斯皮尔曼等级相关系数,我们没有发现任何关联时间(几个月)从先前的抗生素使用和Chao1(补充图。3.)。 β多样性分析(主坐标分析基于加权和不加权的Unifrac距离)显示,微生物群落在sIgAd受试者占领一个重叠,但不同的集群相比控制(图。2 b)。 我们下一个使用线性判别分析效果(LEfSe)20.确定特定的细菌类群的相对丰度之间的不同sIgAd主题和控制。 在门级,之间没有统计上的显著差异的肠道微生物群sIgAd主题和健康对照组(无花果。2摄氏度补充图。4)。 然而,LEfSe分析分类水平显示四个类群丰富得多(p < 0.01) sIgAd主题:真细菌dolichum,瘤胃球菌属bromii,瘤胃球菌属gnavus和非保密(加州大学)瘤胃球菌属(无花果。二维)。 值得注意的是,这两个真细菌dolichum和瘤胃球菌属bromii在sIgAd受试者相比显著增加控制在纠正错误发现率(罗斯福)(图。二维补充表1)。 此外,两个类群更丰富sIgAd学科比健康对照组(p < 0.01):加州大学Veillonellaceae和加州大学Paraprevotellaceae,后者的两个罗斯福(图校正后仍然重要。2 d, e补充图。4)。普氏菌copri和真细菌biforme下降略低于LEfSe意义p < 0.01的价值,但明显低于检测极限在所有IgA科目,同时保持容易检测到在大多数控件(图。二维)。 额外的不同类群丰富也不明显,当我们用严格的意义在LEfSe截止(p < 0.05)(补充无花果5,6)。 总的来说,这些结果表明,肠道微生物群的主题缺乏分泌IgA改变比控制。 最后,我们评估特定类群的相对多度sIgAd受试者并没有暴露在抗生素治疗至少12个月之前收集的粪便标本检查是否增加抗生素暴露sIgAd学科可以解释上面描述的一些差异。 除了加州大学瘤胃球菌属,所有在我们之前比较明显不同类群的sIgAd sIgAd科目的科目与控制也显著改变利率较低的抗生素暴露(补充图。7)。

人类与选择性IgA缺乏港口改变肠道微生物群落。 (一个)α多样性分析的肠道微生物群sIgAd主题和健康对照组(HC)以观察到的物种(辣子鸡)Chao1,辛普森和香农多样性指数。 (b)主坐标分析块未加权和加权UniFrac距离(c,d)。 细菌类群的相对丰度(c)或类群物种水平(d)展示sIgAd和对照组之间的显著差异。 * * * p < 0.01, p < 0.001, * * * Mann-Whitney U p < 0.0001的测试。#指出罗斯福R < 0.05使用Benjamini和业务方法使用控制台。

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分泌IgA和补偿性IgM分泌显示不同的细菌绑定模式

我们之前开发的技术叫做IgA-Seq21。 结合细菌细胞分类与16 s rRNA基因测序以确定肠道微生物群的相对水平的IgA涂层taxa-specific的方式。 我们因此IgA-Seq执行或IgM-Seq粪便细菌sIgAd科目或健康对照组识别细菌类群被涂上一层IgA(控制)或IgM (IgA学科)。 评估的总体分布Ig-coated与non-coated类群,我们首先评估免疫球蛋白的α多样性涂布和non-coated分数组(无花果。3)。 我们观察到显示的non-coated分数明显高于物种丰富度(以观察辣子鸡)比antibody-coated分数iga对象和控件(无花果。3)。 香农和辛普森α多样性指数,占均匀度以及丰富性,也显著降低IgA-coated分数与non-coated分数在健康对照组,表明IgA涂层在健康个体针对肠道微生物的有限子集(无花果。3)。 相反,在sIgAd主题,IgM涂层和non-coated分数显示类似的α多样性当量化使用香农或者辛普森指数(图。3)。 这种模式保持一致,当我们限制我们的分析受试者并没有暴露在抗生素治疗至少12个月(补充图。8)。 这表明补偿IgM目标广泛的细菌类群,而分泌IgA更针对特定物种或品种。 β多样性分析(PCoA加权和未加权的Unifrac距离)透露,IgA -与IgM-coated微生物种群在健康对照组或sIgAd科目单独集群(无花果。3 b)。 相比之下,non-coated社区sIgAd对象和控件显示明显的重叠(补充图。9)。

分泌IgA在健康控制和补偿IgM分泌sIgAd科目显示细菌涂料的不同模式。 (一个)α多样性分析(观察辣子鸡,Chao1,辛普森和香农多样性指数)的抗体涂层和non-coated粪便细菌从健康对照组和sIgAd科目。 (b)主坐标分析未加权和加权Unifrac距离从健康对照组抗体涂层和non-coated细菌和sIgAd科目。 (c线性判别分析效应大小的)进化分枝图(LEfSe)比较健康对照组的细菌分泌抗体涂层与non-coated(涂有IgA或non-coated)或sIgAd主题(涂有IgM或non-coated), p < 0.01。 (d、e)的相对含量明显不同的类群之间IgA-coated non-coated分数和对照组(d)或IgM涂布与non-coated sIgAd科目的分数(e)。 (f)在健康对照组细菌类群的相对丰度和sIgAd科目以前展示更丰富的比non-coated IgA-coated分数分数在健康对照组(g)条形图描绘意味着IgA或IgM涂层指数得分得分(ICI)的类群意味着ICI分数> 10 sIgAd科目或健康对照组。 * * * p < 0.05, p < 0.01, * * *曼Whitney U p < 0.001的测试。#指出罗斯福R < 0.05使用Benjamini和业务方法使用控制台。 酒吧表明意味着+ /−SEM。

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,以确定哪些特定类群IgA的目标或IgM,我们接下来的分类组成Ig-coated相比与non-coated IgA科目的分数和控制使用LEfSe(无花果。3 c, d)。 这些分析显示,嗜血杆菌其他,Slackia spp和一个加州大学肠杆菌科明显IgA涂布在健康对照组(IgA涂布分数与non-coated分数丰富; p < 0.01),但这些差异统计学意义后,罗斯福修正(图。3 c, e补充表2)。 相比之下,更多的类群明显涂IgM (p < 0.01) sIgAd学科,包括真细菌biforme,一个加州大学Comamonadaceae,一个加州大学普氏菌肠杆菌科,copri,一个加州大学Clostridiaceae,链球菌spp,一个肠球菌属,拟杆菌eggerthii; 三个(真细菌biforme,加州大学Comamonadaceae和一个加州大学肠杆菌科)罗斯福校正后仍明显不同(无花果。3 c, e补充表3.)。 我们下一个评估这些类群的相对丰度与抗体更涂层(sIgA或sIgM) sIgAd学科与控制。 加州大学肠杆菌科重涂在健康对照组和sIgAd主题,明显更加丰富(p < 0.05) sIgAd学科(无花果。3 f, g)。 这表明IgA涂层行为限制扩张的分类单元,IgM无法完全概括这个活动。 相比之下,普氏菌copri和真细菌biforme明显,涂以IgM sIgAd群组,更丰富的控制比sIgAd主题(补充图。10)。

直接量化和比较的相对水平分泌抗体群之间的涂层,我们计算一个IgA或IgM涂层指数得分(ICI)的数量除以给定分类单元的相对丰度在涂布分数的相对丰度non-coated分数(ICI =相对丰度(IgA +或IgM +) /相对丰度(IgA−或IgM−))21。 我们发现二十9类群sIgAd队列平均ICI得分大于或等于10,而只有十个分类单元的控制同样高的ICI分数(无花果。3 g)。 平均ICI的39个类群> 10组,九个类群,加州大学Paraprevotellaceae,葡萄球菌spp,真细菌biforme,加州大学Comamonadaceae,Collinsella aerofaciens,普氏菌copri,肠球菌spp,拟杆菌eggerthii和一个链球菌spp,更有高度sIgM涂布的sIgAd群体比sIgA健康控制队列(p < 0.05),尽管这失去了意义与应用程序邓恩的多重比较(图。3 g)。 相比之下,嗜血杆菌其他的和溃疡性结肠炎肠杆菌科涂上sIgA程度远远超过了补偿性IgM (p < 0.05),尽管这失去了意义与应用程序邓恩的多重比较。 当比较的相对Ig涂层表现出显著差异的八个类群的相对丰度sIgAd与控制(图。二维),只有普氏菌copri和真细菌biforme显示较高的涂料的趋势与sIgM sIgAd科目比sIgA健康控制队列,但无论是差别十分明显和邓恩校正后的多重比较(补充图。11)。

肠道微生物群改变sIgAd主题在很大程度上仍不变

社区生态模型的稳定性和弹性表明增加多样性是增加整体稳定和对小鼠的研究表明,分泌IgA可以促进一个更多样化的微生物群落1,2。 开始描述粪便微生物群的稳定性在sIgAd主题,我们收集粪便样本重复sIgAd对象和控制6 - 10个月后最初的样本集合。 八sIgAd受试者健康受试者和七个重复样品提供。 所有科目和控制报告没有暴露在抗生素前至少一个月跟进样品的捐赠。 此外,如基线样品,时间从去年抗生素暴露不与微生物α多样性(以Chao1)在这个队列(补充图。12)。 我们比较初始和重复抽样的微生物群落sIgAd对象和控制使用各种α多样性指标(图。4)。 这些分析表明,α多样性之间基本上是一致的初始和重复组的微生物群的集合。 α多样性sIgAd受试者表现出显著低于初始健康控制样本(p < 0.05)对于大多数α多样性指数(图。4)。 比较原始和重复样本的分类组成LEfSe透露类似的微生物群稳定sIgAd对象和控件之间无显著差异(p < 0.01),两组初始和重复样本(补充表4,5)。 此外,三个六个类群中显著改变sIgAd科目在我们最初的样本收集(无花果。二维仍明显不同当比较纵向样本sIgAd和健康对照组(真细菌dolichum,加州大学Paraprevotellaceae和瘤胃球菌属gnavus))(图4 b)。 此外,加州大学Paraprevotellaceae仍低于检测水平sIgAd后续样品,和多个纵向sIgAd样品含有可检测水平真细菌dolichum和瘤胃球菌属bromii; 这两个类群被发现只有很少或根本没有在初始和重复样本健康对照组(无花果二维,4 b)。 这些数据表明,改变特定类群的相对多度sIgAd学科是持久的多个月。 最后,我们测量个体内微生物群稳定性随着时间的推移,通过使用Bray-Curtis (BC)不同指标来比较各个主题在时间内改变肠道微生物群组成。 总的来说,我们发现sIgAd对象和控制显示类似的意思是公元前不同随着时间的推移,尽管IgA主题展示了更大的个体内变异在不同初始和重复样本比健康对照组(无花果。4摄氏度)。

改变肠道微生物群组成sIgAd学科跨多个时间点是持久的。 (一个)α多样性分析肠道微生物群组成比较初始和后续粪便样本来自健康对照组和sIgAd主题以观察OTU Chao1,辛普森和香农多样性指数。 (b物种)的相对含量水平从健康对照组和sIgAd学科类群,在无花果。二维,表现出显著的区别相对丰度这两个组。 (c)Bray-Curtis初始和重复样本比较健康控制和IgA主题* * * p < 0.05, p < 0.01, * * *曼Whitney U p < 0.001的测试。

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免疫球蛋白的最出名的是它的作用在粘膜表面防止感染; 然而,近来变得明显,IgA发挥了至关重要的作用在塑造小鼠的肠道微生物群的组成和功能。 选择性IgA缺陷是最常见的主要人类免疫缺陷,这就提出了一个问题:是否IgA发挥了至关重要的作用在塑造人类肠道微生物群落。 我们解决这个问题通过检查肠道微生物群组成和细菌针对IgA和IgM sIgAd对象和控件。

IgA不足在很大程度上是无症状,许多受试者sIgAd去确诊。 获取对象的集合,是iga的广泛代表性社区,我们使用了耶鲁大学的电子医疗记录系统来识别sIgAd主题从一般新英格兰人口。 这些受试者的IgA缺陷被发现通过这个人口——典型的如评估复发性感染或胃肠道功能紊乱,或腹腔疾病筛查。 因此,我们的招聘策略捕获人口sIgAd sIgAd主题代表的人口中看到各种主要和专科诊所。

我们发现肠道微生物群sIgAd学科是改变与健康对照组相比,减少了一个总体的趋势在α多样性以及定义的变化存在和特定类群的相对多度。 我们还发现分泌IgM至少可以部分弥补缺乏IgA自IgM涂布IgA的肠道微生物群的群体水平,平均而言,几乎相同的细菌涂料IgA的控制。 然而,相比分泌IgA、补偿IgM目标微生物的一个更广泛的人口; 这表明补偿IgM显示少对个别类群或特异性抗原表位IgA相比。 这些数据也暗示分泌IgA的反应是,平均而言,比补偿IgM T cell-dependent和抗原特异反应。 值得注意的是,sIgAd被认为由于有缺陷的地震遥测至少一个子集的iga学科的交互22。

初步结果从纵向样本收集工作证明改变肠道微生物群组成sIgAd学科是一致的和持久的时间至少6个月。 然而,这些研究还表明,稳定的微生物群在IgA主题,虽然类似的平均控制,显示更大的inter-individual可变性。 这个突出的可能性选择sIgAd科目可能会经历更频繁的偏离健康的微生物组成; 这些扰动可能发挥作用在开发或自身免疫或传染性疾病的恶化。 正式测试这可能需要建立一个大型的、无症状群sIgAd主题将纵向监测微生物扰动和自身免疫的发展13。 理想情况下,这个群体将免费样品之间的接触抗生素之前和收藏; 然而,之间的重要联系sIgAd和增加感染会使这一项挑战性的工作23。

IgA是经典概念的限制因素,因为它能够提供保护粘膜病原体24。 事实上,我们指出,加州大学肠杆菌科高涂布IgA的控制,显示相对丰度增加sIgAd主题与健康对照组相比。 值得注意的是,在IgA缺陷小鼠反应也表现出显著扩张变形菌门4。 最近的研究显示,IgA也可能提高殖民间接通过特定的细菌类群,通过限制竞争对手,或通过直接提高殖民host-associated结肠隐窝等领域25。 符合这些发现,我们确定了多个类群,在对照组和几乎完全消失(或低于检测极限)sIgAd科目。 我们还指出IgA的缺席对系统相关的物种:有时有不同的影响真细菌biforme在控制和没有专门观察sIgAd主题,而真细菌dolichum只是看到sIgAd学科而不是控制。 这些数据支持IgA可以产生相反的影响不同的微生物群的成员。 未来的研究将需要了解决定当IgA限制和促进细菌殖民化或增长。

我们用IgA -和IgM-Seq确定taxa-specific IgA的微生物群的目标模式和补偿IgM。 我们发现,某些类群,如溃疡性结肠炎肠杆菌科和Akkermansia muciniphilia非常涂布IgA和补偿性IgM(无花果。3 g)。 相比之下,选择分类群是独特的高度涂IgA与补偿IgM表现出低水平的涂料。 这就提出了一个可能性,不同的子集用独特的方式可能与宿主共生的细菌,导致这些不同的结果。 细菌特性或行为定义这些区别将是未来研究的一个重要课题。

两个最近的论文发表,重新审查这个报告还研究了sIgAd在人类肠道微生物群的影响15,17。 这两个研究的结果和自己的学习分享多个相似之处,但也有明显的差异。 例如,尽管法等。15发现缺少IgA在人类肠道没有明显影响α多样性,我们研究并从约根森最近的一项研究等。26发现了一个显著降低α多样性sIgAd人口。 具体改变肠道微生物群组成sIgAd主题和IgA的模式和补偿IgM涂料,我们观察到有时也不同于法观察到的模式等。15和约根森等。17所有这三个研究发现的一些类群Ruminococcaceae家庭sIgAd科目的增加,我们的研究和法等。 观察到两个不同类群的丰度增加,减少了真细菌属在sIgAd科目。 此外,我们的研究和法等。 发现变形菌门高度涂IgA并显示sIgAd科目的增加相对丰富。 这些发现,再加上之前的老鼠研究证明IgA涂层的变形菌门和扩张在缺乏有效的IgA的反应,表明IgA扮演着关键和冗余作用限制变形菌门的扩张。 最后,我们还观察到看似相反IgA缺乏对特定类群的相对多度(例如,普氏菌copri和Veillonellaceae法相比)等。

技术、分析和cohort-based差异可以解释的差异这三个研究领域。 首先,我们的研究和约根森的研究等。 使用16 s rRNA基因测序对微生物群落组成,而法进行评估等。 依赖于猎枪宏基因组和16 s基因测序。 此外,法等。 基于香农多样性指数量化α多样性,而我们的研究和约根森的研究等。 使用多个α多样性指标。 值得注意的是,我们观察到最强的趋势降低α多样性sIgAd学科评估多样性时使用辣子鸡、或Chao1只观察到香农多样性指数疲软的趋势,而约根森等。 观察到显著减少α多样性指标包括香农多样性指数。 差异在临床学科的历史的三个研究也可以解释一些发散发现:52%的sIgAd个人的法等。15群体面对自身免疫,而只有20%的受试者已知自身免疫状况。 同时,约根森的队列等。 研究略大(41年与32年)比我们的队列和复发性感染的发生率更高(79%(11 14)和40% (15)6)。 此外,欧洲和美国之间的差异微生物群落,如超过或具体表现欠佳的大洲之间,国与国之间多样的饮食也可能解释一些看似不和谐的结果27。 最后,由于缺iga的无症状的性质,确定主题通常是具有挑战性的,因此,所有这三个研究评估类似的小群的主题。 未来的研究采用更大的群组研究中,包括学科从多个大洲有必要明确识别人类微生物生态失调的普遍特性与选择性iga缺乏症。

最后警告的所有研究微生物在sIgAd sIgAd科目平均比健康对照组经验更频繁的接触抗生素由于其增加对感染的易感性23。 虽然抗生素的使用已被报道有短期和长期影响肠道微生物群组成18,19,我们没有观察到任何显著差异在总群之间的α多样性sIgAd科目选择(基于没有使用抗生素前至少4周捐赠)的一个子集sIgAd科目没有暴露在抗生素至少一年。 这一发现是类似于被约根森最近报道等。26他们没有发现关联的课程去年抗生素和肠道微生物群α多样性。 此外,我们发现,改变显示的特定微生物类群丰富我们全群sIgAd受试者同样改变的一个子集sIgAd受试者并没有暴露在抗生素至少一年。 然而,它是不可能完全排除这种可能性,抗生素使用的差异可能导致肠道微生物群组成的变化sIgAd本研究中观察到患者和其他人。

总之,我们的研究表明,IgA扮演了一个至关重要的和冗余的作用在塑造人类肠道微生物群的构成和IgM可以部分,但不完全,弥补IgA的缺失。 因此,虽然相对较高的无症状sIgAd被用来反对IgA的重要性,我们的研究突出专业分泌抗体的重要作用在维护host-microbiota共生同形像。

样品收集

机构审查委员会批准的人类研究协议(嗝# 1607018104)耶鲁大学医学院,康涅狄格州纽黑文。 知情同意是获得所有的参与者和/或其法定监护人和方法都是按照指导方针和有关规定执行。 IgA受试者识别通过史诗电子医疗记录系统和所有科目居住在康涅狄格州的状态。 人口统计资料、病史和其他临床变量收集后入学。 健康受试者招募广告通过在纽黑文的耶鲁大学医学校园和公共图书馆。 所有粪便样本在家在这项研究中收集并存储在冰袋−前20°C隔夜发货或直接下降第二天集合在绝缘容器提供。 样品被储存在−80°C到使用。

测量血清免疫球蛋白

全血是通过静脉穿刺到没有抗凝管(美国BD)。 凝血被允许30分钟在10000×g离心10分钟,血清上层清液收集。 通过ELISA血清是IgA探测和IgM(涂层σSAB3701393,检测IgA1南部生物技术9130 - 08年,IgA2南部生物技术9140 - 08年,IgM南方生物技术9020 - 08年)。 下限测量灵敏度的肠道免疫球蛋白是0.3 ug /毫升为IgM IgA和0.2 ug /毫升。

细菌流式细胞术,IgA-Seq和IgM-Seq分析

粪便进行了流式细胞仪和IgA-Seq基本上如前所述,除了Ig-coated细菌分离使用mac珠和一个专门定制的96磁分离器(https://www.kjmagnetics.com/proddetail.asp?prod=D28-N52)其次是负选择使用mac 96多列21。 细菌沾PE-conjugated反IgA (1:10; Miltenyi研究克隆IS11-8E10)或FITC - PE -共轭反IgM (1:50 109-096-008)。 IgM-Seq样本处理相同IgA-Seq除了PE-anti-IgM是用于PE-anti-IgA的地方。 估计在所有样本中细菌数量离异后超过1×107细菌每一部分21。

16 s核糖体RNA基因测序和微生物群落组成分析

V4地区16 s核糖体RNA基因的测序MiSeq (2×250; Illumina公司)如前所述21,28,29。 使用定量微生物多样性分析见解微生物生态学(QIIME版本1.9)分析套件。 读取组装,去复用和质量过滤Q-score截止30。 Open-reference OTU挑选对绿色煤电参考数据库用于集群操作分类单位97%(辣子鸡)身份。 核糖体数据库项目分类器(RDP)和2016年5月绿色煤电分类被用来指定分类代表辣子鸡30.。 辣子鸡、不到0.01%的相对丰度污染辣子鸡水只控制从OTU删除表中找到。 QIIME是用于所有微生物生态学分析31和线性判别分析的影响大小(LEfSe)20.是用于比较分类丰富团体之间。 特征分析和多样性指数之间的组,差异被曼估计Whitney u测验与棱镜GraphPad邓恩的多重比较的软件。 P值校正控制的错误发现率(罗斯福)使用Benjamini-Hochberg方法R控制台。