评估生物库尿液样本在人类泌尿微生物组研究中的应用

《Microbiology Spectrum》：Evaluating the use of biobanked urine specimens for human urobiome studies

尿路微生物组（urobiome）生物样本库标本的质量、微生物多样性及性别特异性分析显示，生物样本库尿液标本经过去污染处理后，其α/β多样性、微生物组成与性别特异性均与新鲜标本数据相当，支持其在临床urobiome研究中扩大样本量的应用。

　　在近年来的医学研究中，尿道微生物群（urobiome）逐渐成为关注的重点领域。尿道微生物群指的是正常情况下存在于尿道中的微生物群落，这些微生物不仅包括细菌，还可能包含其他微生物。尽管传统医学一直认为尿道是无菌的，但在现代微生物组研究的推动下，这一观点正在被重新审视。越来越多的研究表明，尿道中可能存在特定的微生物群落，尤其是在没有明显感染的情况下。这些发现为理解尿道健康和疾病提供了新的视角，并推动了对尿道微生物群在多种泌尿系统疾病中作用的探索。

然而，当前针对尿道微生物群的研究大多样本量较小，通常每项研究仅包含几十名患者，这样的样本规模在统计学上足以检测出较大的效应，但难以区分疾病亚型。例如，肾结石作为一种复杂的疾病，其类型包括草酸钙结石、磷酸钙结石和尿酸结石等，每种类型可能有不同的微生物特征。因此，为了更深入地研究这些细微的差异，需要更大规模的样本数据。而生物样本库（biobank）中储存的尿液样本，为实现这一目标提供了可能性。这些样本并非专门用于尿道微生物群研究，因此在使用前必须进行验证，以确保其数据的可靠性和准确性。

本研究的目的是评估从生物样本库中提取的尿液样本的微生物组数据，是否能够满足以下标准：（1）样本中的污染物水平；（2）高质量DNA的保留情况；（3）是否存在少数优势菌种的过度生长；（4）性别特异性微生物群的保留情况。通过分析174份样本（来自118名患者），并结合多个正负对照组，我们试图探讨生物样本库样本是否能够与采用标准化采集和处理流程的新鲜尿液样本在数据质量上保持一致。

研究结果表明，尽管生物样本库样本和新鲜样本在某些指标上存在差异，但这些差异主要来源于研究本身的设计和处理流程，而不是样本储存状态。例如，在样本多样性方面，生物样本库样本与新鲜样本在去除污染物后，其多样性水平接近，且在研究内部的变异性方面表现良好。此外，我们还发现，性别对尿道微生物群的组成具有显著影响，无论是来自生物样本库的女性样本，还是来自新鲜样本的男性样本，其微生物特征都表现出性别相关的模式。这一发现强调了性别作为研究变量的重要性，并进一步支持了生物样本库样本在性别相关的研究中的适用性。

值得注意的是，研究还涉及了样本储存条件对微生物群稳定性的影响。我们发现，即使尿液样本在?80°C或更低的温度下长期储存，其微生物组数据仍能保持较高的质量，且不会因储存而发生显著的DNA降解或微生物群失真。这表明，生物样本库样本在储存条件上是可靠的，能够用于更广泛的流行病学研究。此外，研究还指出，样本储存过程中的技术操作，如使用特定的防腐剂或处理流程，对微生物群的完整性几乎没有影响，从而进一步证明了其在研究中的可行性。

本研究的局限性在于，目前仅评估了女性生物样本库样本，而男性样本的代表性不足。因此，未来的研究需要包括更多男性样本，以全面评估性别对尿道微生物群的影响。同时，样本的储存和处理条件存在差异，这可能对研究结果产生一定影响。尽管如此，研究结果仍然表明，生物样本库样本在数据质量、多样性以及性别特异性特征方面与新鲜样本具有高度一致性，因此可以作为未来研究的重要资源。

本研究的结果对泌尿系统疾病的微生物研究具有重要意义。它不仅验证了生物样本库样本在研究中的可靠性，还为更大规模的流行病学研究提供了基础。通过使用这些样本，研究人员可以更深入地探讨尿道微生物群与疾病之间的复杂关系，以及这些微生物群如何在不同人群中表现。此外，该研究还强调了标准化研究流程的重要性，特别是在处理和分析尿液样本时，必须采取严格的步骤以确保数据的准确性和可重复性。

总的来说，这项研究为利用生物样本库样本进行尿道微生物群研究提供了有力的支持。尽管存在一些局限性，如样本来源的性别偏向和处理流程的差异，但研究结果表明，生物样本库样本在质量、多样性以及性别特异性特征方面与新鲜样本保持一致，因此可以用于更广泛的研究。未来的研究可以在此基础上进一步扩大样本规模，探索更多与尿道微生物群相关的疾病机制，从而为泌尿系统疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。