糖类在自然界中广泛存在,是地球生物量的重要组成部分。同时,对于生物体来说,糖类是不可或缺的一部分,具有非常重要的功能。在低等的微生物中,糖类起到了能量供应、结构支撑、侵染和定殖的作用。细菌表面多糖是细菌外表面的重要组成部分,根据组成的不同可分为肽聚糖、磷壁酸、脂多糖和荚膜多糖等。尽管它们的组成各有差异,但是都可以起到支撑细菌并保护其免受恶劣环境伤害的作用。有一些细菌将自己的表面多糖模拟成宿主自身的多糖结构,逃避宿主免疫系统的监视,进而引起疾病。人类的肠道中存在着1000多种微生物,数量达到了 1014,重量达到了 0.2千克。肠道中的微生物如此多样而重要,但是我们对于其表面多糖结构的认识还知之甚少。这主要是由于检测肠道微生物表面糖结构的方法很少,阻碍了我们对肠道菌群表面糖结构的进一步了解。本论文研究内容分为三部分,第一部分是用抗体标记肠道微生物表面血型抗原以及鉴定含有血型抗原的肠道微生物来研究血型和肠道微生物的关系（第二章）;第二部分是凝集素体外标记肠道微生物末端单糖结构和鉴定含有特定末端单糖结构的肠道微生物（第三章）;第三部分是利用化学酶法对肠道微生物表面Neu5Acα2-3Gal进行标记并对含有这种结构的肠道菌群进行高通量鉴定（第四章）。第一部分:首先,通过16S rRNA基因测序分析不同血型和肠道菌群组成的关系。结果发现,中国人群中不同血型人之间的肠道菌群组成和结构没有明显差异。然后,用血型抗体对来自四种血型人的肠道菌群进行标记,并用流式细胞仪进行检测,发现人体内的肠道菌群会表达与自身血型相一致的血型抗原。进一步利用抗体免疫磁珠与16S rRNA基因测序技术相结合的方法,分别从A和B血型人的肠道中鉴定出含有A和B血型抗原的肠道菌群种类,并对它们的物种组成和丰度进行分析,发现两者在OTU、Beta多样性以及门的组成上,都存在较大差别,这表明含有A血型抗原的肠道菌群不同于含有B血型抗原的肠道菌群。通过以上研究发现,血型作为一个独立的遗传因素可以影响肠道菌群,而肠道菌群作为一个“器官”,跟其他器官一样,也可以表达血型抗原。第二部分:在这一部分以特异性地识别α-Gal和α-GalNAc的Griffonia Simplicifolia Lectin Ⅰ（GSLⅠ）凝集素为例,实现了对含有α-Gal的E.coli O86:H2的特异性标记,并利用六种凝集素对人的肠道微生物表面单糖结构进行了标记,发现α-Fucose在人的肠道菌群表面覆盖量是最低的,而α-Mannose/α-Galactose的含量在肠道菌群表面是最高的。然后,又利用GSLⅠ和UEAⅠ凝集素将末端含有α-Gal/α-GalNAc和α-Fucose的肠道微生物进行筛选,并对其种类进行了鉴定,发现用这两种凝集素筛选的肠道菌群,它们的主要种类组成是相似的,但是具体的组成比例有非常大的区别。通过以上研究,发现凝集素可用于体外快速全面地标记和鉴定表面带有单糖结构的微生物。第三部分:利用文留青等人发明的化学酶标记Neu5Acα2-3Gal的方法,特异性地标记表面含有Neu5Acα2-3Gal的无乳链球菌,并对健康人肠道菌群表面的Neu5Acα2-3Gal进行化学酶标记。接下来,利用化学酶法和链霉亲和素磁珠相结合的方法对含有Neu5Acα2-3Gal糖结构的肠道微生物进行筛选,然后做16S rRNA基因测序鉴定,发现含有Neu5Acα2-3Gal糖结构的肠道微生物主要集中于四种不同的菌属,并且比对细菌表面多糖数据库BCSDB后发现,这四种菌属之前都未报道过表面带有Neu5Acα2-3Gal糖结构。通过以上研究发现,化学酶法可应用于体外快速全面地标记和鉴定表面带有特定糖结构的微生物。综上所述,利用血型抗体、凝集素和化学酶法对人体肠道微生物表面相应的糖结构进行标记,并且每种方法都结合纳米磁珠和16S rRNA测序技术对含有相应糖结构的肠道微生物进行了物种鉴定分析,这为研究肠道微生物表面糖结构建立了新的方法。