微生物组测序分析的一大问题

　　

生物通报道：BMC Biology杂志上的一项研究指出，许多已发表的微生物组研究其实受到了污染，错误的报告了来自于环境的杂菌。研究人员认为，在临床样本中检测到出人意料的细菌时，不应过早将其于疾病联系在一起。

我们机体内生活着不计其数的微生物，它们组成的生态系统就是微生物组。微生物组参与了许多重要的机体功能，比如消化食物、合成营养物质和抵御疾病。就算在微生物数量较少的机体区域，菌群改变也被认为与疾病的发展有关，比如肺部的慢性阻塞性肺病和哮喘。

日新月异的DNA测序技术推动了微生物组研究的快速发展。然而，Wellcome Trust Sanger研究所的科学家们发现，DNA提取试剂盒、化学试剂和实验室环境中的杂菌很容易造成污染，影响微生物组分析的结果。

研究人员发现，没有污染的话对照样本应该只有一种菌，但有时却出现了270种不同的细菌。与高生物量的样本相比（粪便样本），来自血液或肺部的低生物量样本尤其容易受到污染。

“现在的DNA测序技术允许人们进行深度测序，被广泛用于稀少微生物群体的分析。我们发现，这类样本很容易被其他来源的DNA污染，要么在收集样品的时候，要么在DNA提取和扩增过程中。污染会对研究结果产生很大的影响，这一点需要研究者们给予足够的重视，”领导这项研究的Dr Alan Walker说。

当然污染问题以前就有过报道，不过这项研究首次系统性评估了，生物量不同的样本所受到的影响。研究人员对沙门氏菌（Salmonella bongori）的纯培养物进行梯度稀释和培养，然后研究了形成的菌落。研究显示，稀释倍数越高杂菌DNA就越多，稀释倍数最高时杂菌DNA甚至比沙门氏菌的DNA还要多。

研究人员在不同实验室里重复了以上步骤，发现不同地点的杂菌并不相同，污染来自于化学试剂和实验室环境。这些造成污染的杂菌大多来自于土壤、水和人类皮肤。

之前一些低生物量样本的微生物组研究也出现了这样的杂菌，这些菌被认为与疾病有关。研究人员指出，这些细菌的出现很令人意外，比如说有些菌原本是生长在植物根部附近的。

为了进一步了解污染对微生物组研究的影响，研究团队研究了一些来自难民营的鼻拭子样本，这些样本曾被用于肺炎链球菌的疾病研究。研究人员一开始看到了鼻骨菌群的变化模式，但之后发现这些只不过是不同批次DNA提取试剂盒引入的污染。由此可见，污染会对微生物组研究及其结论产生严重的误导。（延伸阅读：Science重要发现：癌症与微生物组）

为此，作者们建议研究者们在研究低生物量样本时采取一些额外的步骤。比如使用阴性对照鉴定可能污染样本的杂菌，进行过滤或富集以增大初始材料中的生物量，在样本收集的时候尽量降低污染的可能。

 

生物通编辑：叶予

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