样本处理方法和体积对尿微生物组中16S rRNA分析的影响

《BMC Microbiology》：Impact of sample processing method and volume on 16 S rRNA profiling of the urobiome

　　

摘要

背景

尿液微生物组（urobiome）在人类和动物的泌尿生殖道健康中起着重要作用。对这些微生物群落的表征存在一些技术挑战，主要是由于尿液中的微生物生物量较低。虽然其他低生物量的液体系统（如水样）通常使用小孔真空过滤来浓缩微生物DNA，但尿微生物组研究传统上依赖于较小体积样本的离心和沉淀处理。因此，本研究比较了处理方法（真空过滤与沉淀）和样本体积对犬尿中细菌DNA产量、污染物含量以及微生物多样性的影响。

结果

共收集了50份尿液样本。15只健康犬的尿液被合并成5个批次，并分别分成1、3、10、30和50毫升的重复样本。其中一个样本被沉淀处理，另一个样本通过0.2微米孔径的过滤器过滤，然后分别从沉淀物或过滤器中提取DNA并进行16S rRNA基因（V4）测序。有3份大于或等于30毫升的样本因堵塞而无法过滤。不同体积尿液样本的测序深度、DNA回收率、污染物含量和微生物多样性相似。过滤后的样本中归类为污染物的读数比例较高（?? = 0.002）。尽管两种方法之间的β多样性存在差异（Bray-Curtis PERMANOVA，P = 0.007），但这种差异的影响较小（R² = 0.03），相比之下尿液批次的影响更大（?? = 0.001，R² = 0.65）。

结论

这些结果表明，个体间的差异大于方法学因素的影响。较大体积的尿液（≥30毫升）在过滤过程中存在技术挑战，而中等体积的尿液（1-10毫升）似乎足以用于尿微生物组的表征。相似的微生物回收率、增加的污染物信号以及过滤过程中偶尔出现的堵塞现象表明，沉淀处理仍然是尿微生物组表征的合适方法。