Q1: 16S、18S和ITS测序有什么区别?分别适用于哪些研究对象?
16S rRNA:主要用于鉴定细菌和古细菌的物种组成。通常扩增其可变区(如V3-V4或V4区)。
18S rRNA:主要用于鉴定环境或宿主中的真核微生物(如真菌、原生动物、微藻等)。
ITS:进化演化速率较快,多态性高,是目前真菌(特别是宿主共生真菌和环境真菌)鉴定最常用且分辨率最高的分子标记(常用ITS1或ITS2区)。
Q2: 16S测序选择哪个可变区最好?
没有绝对的“最好”,需根据样本类型和研究目的决定。对于常规的肠道/粪便样本,V3-V4区最为经典,数据库注释非常完善;但在某些特定体表部位(如皮肤或口腔黏膜),V1-V3区可能会对特定定植菌群提供更高的分辨率。建议参考相关领域的最新高分文献来最终确定。
Q3: 针对于包含多个人体不同部位(如肠道、口腔、皮肤等)的队列研究,采样需要注意什么?
不同部位的微生物丰度(生物量)差异极大,需要采取不同的控制策略:
高生物量样本(如粪便): 重点在于取样均匀,需迅速冷冻以锁定特定状态下的菌群群落。
低生物量样本(如皮肤拭子): 极易受环境背景菌污染。采样时必须设置严格的阴性对照(如暴露于同环境的空白拭子或无菌水)。
Q4: 扩增子测序揭示了物种组成,如何与代谢组学数据进行联合分析?
16S 告诉你“谁在那里”,代谢组学告诉你“它们在干什么”。将两者结合能够深入探讨宿主与微生态的互作:
相关性网络分析:通过 Spearman 或 Pearson 相关性计算,筛选关键菌群与特定代谢物(如脂质代谢中间产物)的共发生关系,构建网络图。
Mantel Test:宏观评估微生物群落结构矩阵与代谢物特征矩阵之间的整体相关性。
多组学降维模型:使用 O2PLS(双向正交偏最小二乘法)或 DIABLO 框架,从海量维度中提取高度协同变化的微生物-代谢物特征模块,这对于筛选疾病进展的复合生物标志物非常有帮助。