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综述:液体活检在微生物组分析中的应用:基于核苷酸的研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月20日 来源:TRENDS IN Biotechnology 14.3
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(编辑推荐)本综述系统阐述了液体活检(Liquid Biopsy)在微生物组(Microbiome)研究中的突破性进展,通过分析血液、尿液等体液中的细胞游离DNA(cfDNA),实现无创性病原体检测和实时微生物动态监测。其临床应用涵盖感染性疾病管理、癌症诊断(如化疗耐药相关突变检测)和慢性肠病个性化医疗,虽面临测序成本高、标准化等挑战,但技术革新正加速其临床转化。
Highlights
液体活检技术为微生物组研究开辟了新维度。通过分析体液中的细胞游离DNA(cfDNA),研究者能够无创解析复杂微生物群落的结构与动态变化。该技术在临床三大领域展现突出价值:感染性疾病管理中可同步检测多重感染、隐匿性病原体及耐药基因(如β-内酰胺酶编码基因);肿瘤诊疗中能识别与化疗耐药相关的病毒/真菌突变(如KRASG12D);慢性肠病领域则助力个性化治疗方案制定。尽管标准化生物标志物鉴定和高通量测序(NGS)成本构成主要挑战,微流控芯片和纳米孔测序等新技术正逐步突破这些瓶颈。
Abstract
微生物组液体活检通过生物流体的核酸分析,实现了从"猜测性治疗"到"精准干预"的范式转变。唾液、血液等样本中的微生物特征谱可反映肠道-器官轴(Gut-organ Axis)的病理变化,例如结直肠癌患者血浆中具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)cfDNA含量显著升高。在感染诊断方面,该技术较传统培养法灵敏度提升40%,且能72小时内完成从采样到耐药基因分析的全程。值得注意的是,肿瘤微环境(TME)中的微生物cfDNA特征已被证实与PD-1抑制剂疗效相关,这为"微生物组-免疫治疗"协同策略提供了分子依据。
技术革新持续推动该领域发展:单分子测序将检测限推进至0.001%微生物负荷,机器学习算法则能区分宿主与微生物来源的cfDNA片段。未来,整合代谢组学(Metabolomics)的多组学平台有望揭示微生物功能活性,而微滴数字PCR(ddPCR)技术正在院内检测标准化方面取得突破。这些进展共同推动液体活检从科研工具向临床常规检测的转化,为精准医学时代提供全新的微生物监测维度。
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