近年来,菌群研究迅猛发展,从肠道微生物与慢性病的关联,到环境菌群在生态修复中的应用,成果层出不穷。然而,这一领域的快速发展也暴露出一个核心瓶颈——缺乏统一的标准化流程,尤其是在样本采集、储存和数据分析环节,严重制约了研究结果的可比性与可重复性。
首先,样本采集方式差异巨大。以肠道菌群为例,不同研究采用粪便、肠黏膜活检、甚至肛拭子作为样本来源;采样时间(晨起或餐后)、保存温度(常温、4℃或-80℃)、运输时长、是否添加保护剂(如RNAlater)等变量均未形成共识。这些因素会显著影响微生物组成,导致同一人群在不同研究中呈现迥异的菌群特征。
其次,DNA提取方法多样。不同试剂盒对革兰氏阳性菌或孢子类微生物的裂解效率不同,进而造成物种丰度偏差。而后续的扩增子测序(如16S rRNA V3-V4区)中,引物选择、PCR循环数、测序平台(Illumina vs.Nanopore)等技术细节进一步放大数据异质性。
更复杂的是数据分析流程。从原始序列质控、OTU聚类或ASV划分,到数据库比对(Greengenes、SILVA或GTDB),再到α/β多样性计算及统计模型选择,每个步骤都存在多种工具和参数组合。缺乏统一分析管线,使得跨研究整合几乎不可能,也阻碍了大样本荟萃分析的开展。
为破解这一困局,国际学术界正推动多项标准化倡议。例如,人类微生物组计划(HMP)和MiBioGen联盟已发布样本处理指南;全球微生物组标准联盟(GSC)倡导使用MIxS元数据标准;而QIIME 2、mothur等开源平台则致力于提供可复现的分析流程。此外,越来越多期刊要求作者公开原始数据与完整代码,提升透明度。

未来,唯有通过多中心协作、建立菌群样本库与分析基准,并推动行业共识标准落地,菌群研究才能真正从“描述性科学”迈向“可预测、可干预”的精准医学新阶段。标准化,是通往这一未来的必经之路。