基于多分子技术解析肺癌患者低生物量样本微生物组检测的局限性及可靠性评估

《Microbiome》：Technical replicates and multiple sequencing approaches reveal weak and inconsistent microbiome signals in lung tumour and blood samples from patients with lung cancer

　　**摘要****背景**此前已有研究描述了肿瘤、血液及其他低生物量样本中独特的细菌特征图谱。然而，近期的争议凸显了将这些微生物组用于癌症诊断和治疗所面临的挑战。本研究旨在表征当前低生物量样本研究中的挑战，并利用肺癌样本识别确定可靠细菌生物标志物的潜在解决方案。**方法**从接受非小细胞肺癌（NSCLC）根治性手术的患者中收集了多个身体部位的样本（肺癌肿瘤、邻近肺组织、血液和唾液）。对样本中提取的DNA采用多种分子技术进行检测，包括全长扩增子测序、嵌套扩增子测序、宏基因组测序（MGS）和数字PCR（dPCR）。按样本类型、重复样本以及与对照组的对比关系对微生物组特征进行了分析。**结果**全长16S基因测序几乎无法为所有肺肿瘤、邻近组织和血液样本生成可用数据。虽然嵌套短读长16S测序成功产生了序列数据，但这些样本所含的分类群极少，在不同重复样本之间表现出显著的变异性，且组成上与阴性对照无法区分。相比之下，唾液和阳性对照样本显示出较高的多样性和良好的重复性。通过dPCR进行绝对定量证实，肺肿瘤、邻近组织和血液样本中的细菌生物量极低，与阴性对照相当。最后，对肺肿瘤、邻近组织和血液样本进行宏基因组测序，仅检测到极少的分类群，且与16S数据几乎没有重叠；而唾液和阳性对照则显示出检测到的属之间具有显著的重叠。**结论**当前的微生物组研究方法在低微生物生物量样本方面存在挑战，使得难以检测到不同于采集和处理环境水平或超过该水平的细菌信号。令人担忧的是，低微生物生物量样本的精确性和可重复性不足。应使用技术重复、替代测序策略和细菌DNA绝对定量来验证低生物量样本微生物组测序数据的可靠性。本研究为肺癌患者的部位特异性微生物组提供了重要见解，并揭示了评估肿瘤微生物组时所面临的挑战。<视频摘要>