来看看风马牛不相及的阴道和口腔微生物是怎样搭乘宏基因组学这架飞机上6+的吧！

宫颈癌(CC)是全球女性第四大常见癌症，也是第三大癌症死亡原因。每年有超过50万例宫颈癌与HPV感染有关。HPV感染被认为是宫颈癌的主要病因之一，也是肛门生殖器肿瘤、肛门癌、外阴癌、阴茎癌、阴道癌和口腔癌等其他恶性肿瘤的主要病因，而且，研究表明，90%的口腔鳞状细胞癌是由HPV感染引起的。

在中国，以人群为基础的CC筛查被作为一项公共卫生重点实施，而最佳策略是将液基细胞学检测与HPV筛查相结合，但成本较高，适用于医疗保健条件充足的地区。然而，中国仍有许多经济欠发达地区，因此迫切需要寻找一种高质量、廉价的方法。

本研究共收集了82名女性的阴道和口腔龈下菌斑样本164份。根据阴道和口腔样本，参与者被分为四组：对照组（Z/KZ，n=22）、流产组（AB/KAB，n=17）、HPV感染组（HP/KHP，n=21）和宫颈癌组（CC/KCC，n=22）。使用PacBio平台进行全长16SrDNA基因测序，进行微生物群分析。

本研究同时分析了口腔和阴道微生物在不同组间的差异，分析方法除了微生物多样性、组间差异微生物筛选之外，还加入了随机森林等机器学习，并通过相关性系数构建了微生物的共生网络，同时还与人口统计信息、血液指标、口腔疾病和口腔卫生习惯进行了联合分析。

微生物比例分析显示乳酸杆菌在AB组和对照组中占主导地位，其丰度在CC样本中急剧下降。包括Shannon、Simpson和Chao1指数在内的α多样性存在显著差异。作者证实了阴道菌群的组成从对照组到HPV感染组再到CC组逐渐变化。此外，还进行了PCoA分析，结果表明四组的群落种群分布有所重叠（图1）。

口腔微生物数量最多的前三种是Leptotrichia、Capnocytophaga、Prevotella（图2A）。KZ和KCC组在α多样性方面表现出最显著的差异（图2B-D）。PCoA还显示，各组口腔微生物群的β多样性存在显著差异。

使用线性判别分析（LDA）和LEfSe分析来识别所有组别中的生物标志物，双歧杆菌是HP组的生物标志物，而乳酸杆菌在AB组中占主导地位，且乳酸杆菌是区分这四个组的最重要菌种。在每两组之间进行十倍交叉验证的随机森林分析，发现了几个重要的菌种，包括拟杆菌属、亨加特氏菌、乳酸杆菌属、瘤胃球菌、Moryella等，可以区分CC和对照组。

LDA和LEfSe分析显示龈下微生物的标记物与阴道微生物组成反比。流产组的标记物是Pelospora和Filifactor，HPV感染组的标记物是嗜血杆菌和芽孢杆菌科，CC患者的标记物是Monoglobus。结合之前的多样性分析，仅比较了KCC和KZ两组（图4A、B）。作者发现Capnocytophaga、Lautropia、链球菌等是CC患者口腔的标志物。使用随机森林模型分析结合十倍交叉验证构建了ROC曲线，AUC达到了89.06%（图4C、D）。

共生网络揭示了阴道和口腔环境中协同促进的微生物复合体，即一种物种的存在促进了另一种物种的生长。阴道菌群中Peptoniphilus与Dialister菌、Porphyromonas与Peptoniphilus菌、Porphyromonas与Dialister菌等菌群间存在正相关性（图5B），但口腔微环境中Fretibacterium与Capnocytophaga菌群间存在负相关性，其他菌群间均存在正相关性。此外，Peptostreptococcus菌群和Roseburia菌群均存在多个细菌节点（图5C）。

随后对这四组人群进行了Spearman相关分析，以探讨菌群与人口学特征、血液指标、口腔疾病和口腔卫生习惯之间的相关性。

2级KEGG通路分析表明，CC组的微生物基因功能（即全局和概览图、氨基酸代谢以及辅因子和维生素代谢）比Z组更丰富。Z组中与碳水化合物和核苷酸代谢、翻译、膜转运、复制和修复相关的通路更丰富（p <0.05）（图7A）。此外，KZ组与其他氨基酸代谢、衰老、排泄系统和传染病相关的微生物基因功能低于KCC组。KZ组中与细胞运动、细胞生长和死亡、内分泌和代谢疾病以及免疫系统相关的通路比KCC组更丰富（p <0.05）（图7B）。

本研究揭示了流产、HPV感染或罹患CC的女性阴道和口腔菌群组成的变化。乳酸杆菌丰度下降和菌群多样性增加与阴道微环境从对照、癌前病变进展到恶性肿瘤有关。HPV感染和CC不仅对阴道微环境有一定影响，而且可能通过对菌群和全身代谢的协同作用影响口腔微环境。