Research Article

Alteration of the fecal microbiota in Chinese patients with Schistosoma japonicum infection

Altération du microbiote fécal chez les patients chinois atteints d’une infection à Schistosoma japonicum

¹ National Institute of Parasitic Diseases, Chinese Center for Disease Control and Prevention, 200025 Shanghai, PR China
² Chinese Center for Tropical Diseases Research, 200025 Shanghai, PR China
³ World Health Organization Collaborating Centre for Tropical Diseases, 200025 Shanghai, PR China
⁴ Key Laboratory of Parasite and Vector Biology, National Health Commission of the People’s Republic of China, 200025 Shanghai, PR China
⁵ McDonnell Genome Institute, Washington University in St Louis, St Louis, 63001 MO, USA
⁶ Department of Medicine, UConn Health, Farmington, 06023 CT, USA
⁷ Division of Infectious Diseases, Department of Medicine, Washington University School of Medicine, St Louis, 63001 MO, USA

^* Corresponding authors: caojp@yahoo.com; mmitreva@wustl.edu

Received: 31 July 2020
Accepted: 14 December 2020

Abstract

Schistosoma japonicum infection causes pathological injury to the host. Multiple studies have shown that intestinal helminth infection causes dysbiosis for the gut microbial community and impacts host immunology. However, the effect of acute S. japonicum infection on the gut microbiome structure (abundance and diversity) is still unclear. We collected fecal samples from healthy and infected patients from a single hospital in Hunan Province, China. The bacterial community was analyzed using 16S ribosomal RNA gene sequencing of the V4 hypervariable region using the HiSeq platform. Compared with healthy subjects, infected patients exhibited an increase in relative abundance of the TM7 phylum. At the genus level, there were seven differentially abundant genera between groups. The most significant finding was a Bacteroides enterotype in patients with acute schistosomiasis. These results suggest that S. japonicum infection has a significant effect on microbiome composition characterized by a higher abundance of the TM7 phylum and development of a Bacteroides enterotype.

Résumé

L’infection à Schistosoma japonicum provoque des lésions pathologiques chez l’hôte. Plusieurs études ont montré qu'une infection intestinale par les helminthes provoque une dysbiose de la communauté microbienne intestinale et a un impact sur l’immunologie de l’hôte. Cependant, l’effet de l’infection aiguë à S. japonicum sur la structure du microbiome intestinal (abondance et diversité) n’est toujours pas clair. Nous avons collecté des échantillons fécaux de patients sains et infectés dans un hôpital de la province du Hunan, en Chine. La communauté bactérienne a été analysée par séquençage du gène de l’ARN ribosomal 16S de la région hypervariable V4 en utilisant la plateforme HiSeq. Par rapport aux sujets sains, les patients infectés ont présenté une augmentation de l’abondance relative du phylum TM7. Au niveau du genre, il y avait sept genres différentiellement abondants entre les groupes. La découverte la plus significative était un entérotype Bacteroides chez les patients atteints de schistosomiase aiguë. Ces résultats suggèrent que l’infection à S. japonicum a un effet significatif sur la composition du microbiome caractérisé par une plus grande abondance du phylum TM7 et le développement d’un entérotype Bacteroides.