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腸道菌群耳熟能詳,但其檢測方法您能說出一二嗎?

前面幾期介紹了與我們共生的腸道菌群對人體健康發揮著重要作用,比如腸道菌群的幾大生理功能:防禦感染;提高免疫力;參與營養消化吸收;能量代謝;延緩衰老、抗腫瘤等等。同時,腸道菌群有著約300屬1000多種的龐大複雜微生物群落,一旦菌群在數量、種屬、比例等方面失調,這種平衡被打破,就可引起疾病。腸道菌群儼然已成為我們人體的又一大器官,要搞清楚它們與我們人體有著怎樣的聯繫,那怎能少了強大的檢測方法。在此為大家簡單總結比較一下目前常用的幾個檢測方法它們各自的優劣勢,希望能給大家以後研究或檢測提供參考。

一、培養法

傳統培養法是微生物鑒定的基本方法,為微生物領域快速發展做出了不可磨滅的貢獻,隨著技術的發展,它諸多不足也越來越明顯。主要表現在耗時長、培養要求高、影響因素多等問題,更重要的是,因為有些微生物要求的生長條件苛刻,有些是絕對的嚴格厭氧菌,還有些是在自然環境中與其他微生物形成共生關係,實驗室很難模擬自然環境的條件,因而無法得到其純培養物;而且細菌培養涉及多種培養基的選擇和對微生物的檢測,這在很大程度上取決於技術人員的經驗和技巧。此外,培養法只能培養活的細菌,而死的細菌卻無法計數,因此,培養法得出菌群失調的理論不夠精確。

二、聚合酶鏈式反應技術(PCR)

聚合酶鏈式反應技術(polymerase chain reaction, PCR)是一種用於放大擴增特定DNA片段的分子生物學技術,主要通過變性、退火、延伸三個步驟完成.參與複製的主要因素有DNA聚合酶、連接酶、引物、核苷酸原料等。這裡主要介紹最常用的實時熒光定量PCR方法。

實時熒光定量PCR(real-time quantitative polymerase chain reaction, qRT-PCR)反應中引入熒光化學物質,隨著PCR反應的進行,產物不斷累積,熒光信號也不斷增強,這時對熒光信號進行檢測,通過標準曲線對未知模板進行分析,從而實現對起始模板的定量和定性分析。因此,與常規培養方法相比實時熒光定量分析具有特異性強、靈敏度較高、自動化程度高的特點,該技術可定量到種的水平,具有其獨特的優勢。同時劣勢也很明顯,那就是只能檢測已知細菌,不能檢測未知細菌,檢測細菌數量有限。

三、高通量測序方法

高通量測序方法細分為兩代:二代測序和三代測序。二代測序是目前主流測序,微生態領域包括16SrDNA測序和宏基因組測序;三代測序由於目前價格實在是很高暫在此不做介紹,但絕對是好方法。

16SrDNA測序是指用利用高通量測序方法對16S rDNA V3-V4區(16S rDNA基因序列存在於所有細菌的基因組中,具有高度的保守性。該序列包含9個可變區和10個保守區,全長1.5kb)進行測序,研究群落的物種組成、物種間的進化關係以及群落的多樣性。

優勢:無需培養、特異性強、靈敏度很高、精準、自動化程度高、鑒定高效(已知和未知細菌都能檢測)、性價比很高。

劣勢:目前只能鑒定到屬水平,部分鑒定到種水平,但是鑒定到種水平準確性需要其他方法進行驗證。

宏基因組測序是對環境樣品中全部微生物的總DNA進行高通量測序,主要研究微生物種群結構、基因功能活性、微生物之間的相互協作關係以及微生物與環境之間的關係。宏基因組測序則是將微生物基因組DNA隨機打斷成500bp的小片段,然後在片段兩端加入通用引物進行PCR擴增測序,再通過組裝的方式,將小片段拼接成較長的序列。

優勢:16S rDNA有的優勢它全有,除此之外宏基因組測序還可以進行基因和功能層面的深入研究,能夠鑒定到種水平。

劣勢:價格高(土豪可以忽略)

通常情況下,在微生態研究中建議同時結合宏基因組測序和16S測序兩種技術手段,可以更高效、更準確地研究微生物群落組成結構、多樣性以及功能情況。

就目前現狀看,腸道菌群的檢測方法研究已經發展到相當高的水平,傳統細菌培養法已經不能滿足人們對菌群的認識。分子生物學技術的發展,為研究者們提供了一個新的視角:高通量測序技術能進行全面、平行分析多個樣本中的微生物群落信息,使大規模菌群多樣性研究成為可能,為認識腸道菌群打開了一扇大門。近幾年來,國外學者利用測序技術進行腸道菌群多樣性與疾病的研究越來越熱,同時也取得了巨大成果。特別是糞便菌群移植(FMT)在很多消化道疾病的治療上取得了一定的進步,已有不少研究者採用測序技術研究FMT前後患者糞便菌群的變化,FMT也逐漸成為研究的熱點。但是對於其具體的作用機制尚不清楚,能否通過測序技術明確具體的功能菌群,提高移植的安全性,尚有待進一步研究。從發展趨勢來看,將不同的研究技術相互結合來研究腸道菌群,將有助於我們更進一步了解胃腸道微生態系統,為臨床治療提供新的思路和方法。

這期的檢測方法專題內容就介紹到這了,有問題的夥伴們歡迎留言給小編一起討論哦~下期見!

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