新的腸道菌取樣法助力人體微生物組學研究

　　最近，美國福賽思研究所、麻省綜合醫院（MGH）和哈佛大學公共衛生學院等處的科學家，開發出一種新的方法，收集用于基因組和轉錄組分析的唾液與糞便。該方法不需要專業人員和設施，同時還能保持樣品的完整性。這種方法也為消化道微生物組的基因組成和乳糜瀉、口腔癌、牙周炎和肥胖癥相關的細菌，提供了重要的見解。

　　這項研究以“Relating the metatranscriptome and metagenome of the human gut”為題，在線發表于2014年5月19日的《PNAS》雜志。這種技術可減輕受試對象的一些負擔，將使我們能夠不受地理限制，開展縱向研究和大規模的收集研究。

　　2007年，美國國立健康研究所（NIH）出資1.5億美元啟動了一項名為“人類微生物組項目”（Human Microbiome Project）的研究計劃，對人體內最常見的細菌基因組進行測序，以便更好地研究細菌與人體健康的關系。近年來，該計劃已經幫助確定了人體的正常細菌組成。科學家們已經進行了大規模的研究來分析生活在人體內外的微生物（細菌）。研究人類與細菌之間的相互作用，可以帶來監測人體健康狀況、預防或治療口腔和全身性疾病的新方法。然而，這些研究通常需要受試者到門診進行樣品采集，這種復雜的做法對大型研究是不切實際的。

　　雖然科學家們已經很好地研究了人類微生物組的成分，但是微生物群里約有超過800萬個基因還是未知的，并且它們的調控機制很大程度上沒有得以描述。這方面的知識空白，部分原因也是由于很難獲取大量適合微生物群功能研究的樣品。

　　為了解決這些問題，這個科學家小組開發出一種方法，可讓受試者在家里收集微生物樣品，然后將其運至實驗室進行多種類型的分子分析。盡管采用不同的取樣方法，微生物種類、基因和基因轉錄組成，在所有樣品中都是一致的。隨后對這些樣品進行的分析顯示，測量的人類微生物組的功能潛力和功能活性之間存在著有趣的異同點。

　　在這項研究中，研究人員在一個表型良好的前瞻性隊列中，利用受試者自己收集的人體多部位樣品，結合表型分類學、宏基因組學和宏轉錄組（metatranscriptional）譜，進行了第一個人類微生物組研究。結果詳細描述了腸道菌群基因組潛能和基因表達之間的關系，論證了在受試者收集和運輸的樣品中開展宏轉錄組研究的可行性。

　　福賽思研究所的工作人員Jacques Izard博士、哈佛大學公共衛生學院的Curtis Huttenhower博士和麻省綜合醫院的Andrew Chan博士共同合作，設計了固定劑的選擇和取樣流程。

　　Izard博士說：“我們感到興奮的是，這種方法提供了將來進行大規模研究的機會。隨著測序技術的靈敏度和計算工具的改進，我們可以檢測到很細微的變化。我們的合作小組證明，我們可以分析受試者自己收集和運輸的樣品，為將來生物標志物的發現建立了自信。”

　　Chan博士指出：“多項縱向的哈佛隊列研究——包括護士健康研究和健康專業人士隨訪研究，追隨了居住在美國的超過200,000個人。在過去的30年中，參與者為我們提供了關于飲食、生活方式和多種疾病診斷方面的大量前瞻性信息。在這項工作中，我們論證了這些參與者自己在家中收集樣品的可行性。如果能將這種收集法應用于更大隊列中，那對于將微生物組作為多種慢性疾病危險因素的研究來說，將是一個很好的機會。”