通过实时PCR对人类肠道核心微生物群的定量和动态分析
Ziheng Yan1, Tongyu Hao1, Yanfeng Yan1
1State Key Laboratory of Pathogen and Biosecurity, Beijing Institute of Microbiology and Epidemiology, Beijing, 100071, China.
Applied microbiology and biotechnology
|June 26, 2024
概括
我们开发了45种定量实时聚合酶连锁反应 (qPCR) 试验,以快速评估人类肠道微生物群. 这种新方法准确量化了核心微生物,为健康和疾病研究提供了宝贵的工具.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 基因组学就是基因组学.
- 生物信息学是一种生物信息学.
背景情况:
- 人的肠道微生物群在健康和疾病中起着至关重要的作用.
- 目前评估肠道微生物群的方法通常是缓慢和低效的.
- 需要快速可靠的工具来分析肠道微生物群落.
研究的目的:
- 开发和验证一个定量实时聚合酶连锁反应 (qPCR) 测试系统,以快速准确量化45种核心人类肠道微生物.
- 识别新的,特定物种的遗传标记和原始剂,以提高测试性能.
- 将开发的qPCR方法与元基因组下一代测序 (mNGS) 进行比较,并评估肠道微生物群随着时间的推移的动态变化.
主要方法:
- 进行了比较基因组分析,为31种肠道微生物选择了新的物种特异性遗传标记和原始剂.
- 建立了45个定量实时聚合酶链反应 (qPCR) 试验,并对灵敏度,选择性和定量线性进行了全面评估.
- 通过使用22个人类便样本,对基因组学下一代测序 (mNGS) 验证了qPCR方法.
- 在14个人中,使用开发的qPCR试验,在8周内监测肠道微生物组合的动态变化.
主要成果:
- 开发并验证了45种针对人类关键肠道微生物的qPCR测定,显示出高灵敏度和定量线性 (检测极限0.11.0 pg/μL).
- 在便样本中的细菌丰度分析中,qPCR方法和mNGS之间取得了很高的一致性 (Pearson r = 0.8688,P < 0.0001).
- 在8周内,肠道核心微生物的量化动态变化显示出大多数个体的相当稳定性,尽管存在显著的个体间差异.
结论:
- 已建立的qPCR系统提供了一种简单,快速和准确的方法来量化45个核心人类肠道微生物.
- 这种工具有助于大规模分析肠道微生物群,有助于了解其在人类健康和疾病中的作用.
- 这些发现使肠道微生物动态的有效监测成为可能,支持个性化医疗方法.
