大约四年前，国家标准与技术研究院（NIST）的微生物学家Stephanie Servetas和她的同事开始了一项独特的任务：他们计划将一份粪便样本邮寄给七家提供家用微生物组测试套件的公司。
直接面向消费者的（DTC）微生物组测试近年来越来越受欢迎，因为越来越多的证据表明微生物组与癌症、肥胖和心理健康等疾病有关¹⁻³。通常，DTC微生物组测试公司会将家用测试套件（价格在100至1000美元之间）邮寄给消费者，消费者随后将粪便样本寄回。几周后，用户会收到详细的微生物组分析报告，通常还附有关于如何平衡肠道微生物组以达到最佳健康的建议和信息。
然而，许多微生物组研究人员对这些分析报告的可靠性表示担忧。"至少有两三位博主将他们的粪便样本送到两个不同的地方，据他们所述，'我没有得到相同的结果'，"Servetas说道。这促使她更深入地研究DTC微生物组测试服务。
研究团队使用了他们在2019年为微生物组测试创建的样本，该样本是通过对健康个体的样本进行均质化和彻底处理而制成的，作为另一个项目的一部分。他们将这份粪便样本的三个重复样本快递给DTC公司。
当他们收到结果时，不同实验室生成的分析报告存在重大差异⁴。此外，虽然大多数公司在三个样本中报告了相似的微生物多样性，但其中一家公司在一份样本中报告了截然不同的结果，表明公司内部的可重复性较差。Servetas认为，这些结果突显了微生物组研究人员对DTC微生物组测试服务缺乏严格监管的担忧。
一个主要问题是，不同的公司可能使用不同的方法分析同一样本，导致结果不一致。"测试可能看起来像一步就能完成的事情，但实际上从样本到你得到的报告至少需要五步，"Servetas指出。
例如，她指出在分离遗传物质、测序、分析序列或报告结果方面几乎没有共同标准。几位临床医生、研究人员、运营DTC公司的科学家以及法律专家认为，提高测试工作流程的透明度、标准化方法以及明确说明微生物组分析报告实际提供什么信息，可以帮助消费者获得关于肠道健康的科学依据。
你不应该在一次测试后就做出巨大的、改变生活的变化。重要的是要理解，一次测试只能给你一个快照。
—Stephanie Servetas，国家标准与技术研究院
此外，随着家用微生物组测试越来越受欢迎，而科学研究却还在追赶，一些专家担心该领域可能会超出支持它的科学依据。"我们希望看到科学首先出现，以证明[微生物组测试]的使用是合理的，并且它们被适当使用，以一种对患者有帮助而不是有害的方式，"马里兰大学的临床胃肠病学家Erik von Rosenvinge说道。
然而，这种对微生物组测试的担忧并不意味着研究人员和临床医生不相信其背后的科学。"我们对基于微生物组的诊断测试并不持否定态度；实际上我们对此感到兴奋，"von Rosenvinge说。
肠道微生物组测试如何工作？
Servetas对同一样本从不同公司收到不同分析报告并不感到惊讶。"第一个明显的迹象是它们可能会不同……[那就是]我注意到的方法差异，"她说。
当他们开始调查DTC公司时，研究人员发现所有服务提供的套件都要求采用不同的采样方法。有些要求将完整的排便样本涂抹在刷子或拭子上，并指示用户将样本添加到缓冲液中，而另一些则要求使用过的厕纸上的材料并"原样"寄送。按照指示，Servetas和她的团队在室温下将包裹寄回，她指出这可能促进了不同微生物的生长。
一旦公司收到粪便样本，他们就会从中分离遗传物质。Servetas认为这是引入变异的主要步骤：公司使用不同的套件来分离遗传物质。科学家们先前已经证明，使用不同方法从同一样本中分离DNA可能会产生不同的微生物组丰度⁵。
此外，各公司在从粪便样本中提取的遗传物质方面也存在差异。虽然一些公司分离DNA，但另一些则获取RNA。所有公司随后都采用某种形式的下一代测序来估计存在的微生物生命。一些进行专注于识别细菌种类的16S rRNA测序，而另一些则依靠宏基因组学来寻找细菌以及其它微生物。
BIOHM Health就是其中一家测序旨在寻找细菌和真菌的公司，"因为……它们协同工作，"凯斯西储大学的微生物组研究员、BIOHM Health联合创始人Mahmoud Ghannoum说道。
据von Rosenvinge称，理想情况下，在分析测序数据后，公司应该能够使用参考标准验证其结果。然而，这并不简单。"这变得复杂，因为我们甚至不知道什么是正常的微生物组，"von Rosenvinge说。
为了弥补这一差距，去年，NIST的科学家发布了含有人类粪便的人类粪便参考材料，这些粪便被精确测量、分析和表征，并悬浮在水溶液中。他们通过收集具有不同饮食习惯的健康成年人的粪便样本，并表征数百种微生物和近同等数量的微生物代谢物，构建了这一标准（该参考样本可供购买）。（Servetas发送给DTC公司的参考样本并非此标准。）
然而，在BIOHM Health，Ghannoum和他的同事使用他们内部的微生物组档案作为参考。他们通过将用户与健康人群的微生物组状态进行比较来报告用户的微生物组状态。"我的意思是他们是正常体重。他们没有服药。他们不处于压力状态，"Ghannoum解释道。团队通过消费者填写的问卷获取这些信息，问卷详细说明了他们的生活方式、抗生素使用情况和其他因素。
除了生成包含用户微生物组档案的报告外，包括BIOHM Health在内的许多公司还提供关于如何最好地平衡其微生物组的饮食和生活方式建议。
微生物组测试中最小化监管和标准的问题
新南威尔士大学悉尼分校的肠道微生物组研究员Georgina Hold表示："微生物组测试的潜力可能被夸大了，基于它目前能够提供的内容。"她强调，这种担忧不仅限于商业测试，还包括该领域的科学现状。因为虽然此类测试可以指示友好或致病微生物的存在、缺失和丰度及其潜在功能，Hold指出，"问题不在于谁在那里，而在于他们在做什么。"
去年，Hold与数十位其他研究人员和临床医生联手撰写了一份共识声明，强调微生物组测试中缺乏监管和标准，并提出了改善一致性和可靠性的最佳实践建议⁶。
除了指出提供此类服务的实验室必须获得认证和注册外，研究人员还建议实验室对测试协议保持透明，并提供了对消费者最有用的报告建议。他们还强调需要让用户了解微生物组测试的益处和缺陷。
"尽管有这些努力，'这里存在巨大的监管漏洞'，"马里兰大学的健康法律教授Diane Hoffmann说。几年前，Hoffmann获得了美国国立卫生研究院的资助，以调查人类微生物组计划的伦理、法律和社会影响⁷。
作为这项工作的一部分，Hoffmann和她的同事调查了全球提供DTC微生物组测试服务的公司。他们还与包括微生物组研究人员、临床医生、患有慢性肠道疾病患者、接受过此类测试的人、行业和消费者代表以及生物伦理学家在内的不同利益相关者进行了交谈。
他们的调查发现，DTC微生物组测试缺乏确保准确检测和量化目标分析物的分析有效性⁸。此外，由于这些测试无法准确确定疾病的有无，因此它们并不总是具有临床有效性。
此外，虽然联邦监管标准要求实验室测试中央机构发送的未知样本以进行能力验证，"这些实验室实际上没有进行能力验证，"Hoffmann说。
鉴于此，Hoffmann和她的同事强调了加强对DTC微生物组测试的联邦监管以保护用户的必要性。
弥合微生物组测试的监管和标准化差距
DTC微生物组测试公司通常遵循与DTC基因测试公司类似的商业模式。"DTC基因测试一直是监管方面一个有争议且备受争议的领域，"Hoffmann指出。
一段时间以来，食品药品监督管理局（FDA）并未监管提供与祖先相关的信息的DTC基因测试。但当这些公司开始提供某些疾病的遗传易感性测试时，FDA介入了。
"体外诊断设备（IVDs）由FDA监管，"FDA发言人在给《科学家》杂志的电子邮件中写道。"IVDs旨在用于采集、准备和检查从人体获取的标本，如血液、唾液或组织，用于疾病或状况的诊断，包括健康状态的确定，以治愈、减轻、治疗或预防疾病或其后遗症。"
然而，Hoffmann指出，DTC微生物组测试不属于此类别：除非它们声称能够检测特定疾病，否则它们将被视为健康测试。
"这些测试不是为了预防、治疗或诊断，"Ghannoum说。"这些测试查看你的微生物组，并将你的微生物组状态与健康人群进行比较。我们不是在治疗[人们]；我们只是帮助他们重新平衡他们的微生物组。"
Ghannoum补充说，该领域需要Servetas最近的研究来突出该领域的标准化差距。基于他过去的经验，他认为如果专家们团结起来，这个差距可以得到弥补。
几年前，Ghannoum在临床和实验室标准研究所主持了一个委员会，为测试真菌对抗真菌药物的敏感性制定参考指南。作为其中的一部分，他的团队获得了来自不同机构至少七家独立实验室的数据，以在该领域标准化参考方法⁹。"遗憾的是，在微生物组[领域]，没有人做过这件事，"他说。
如果专家们遵循类似于他们抗真菌敏感性委员会所遵循的流程，并让一定数量的具有专业知识的独立实验室就一套标准和指南达成一致，这一问题就可以得到解决。Ghannoum表示，如果设立这样一个委员会，标准可以在大约两年半内制定出来。
根据Servetas与一些DTC微生物组测试公司创始人的互动，她认为这些步骤是可行的。"他们有兴趣参与并说，'好吧，我们能做些什么来更接近[行业标准]？'"她指出。"从这一点来看，行业是有兴趣的。"
是否应该进行微生物组测试？
尽管该领域存在问题，但全球肠道微生物组测试套件市场的价值在2025年飙升至12亿美元。预计到2035年，这一价值将上升至26亿美元，表明消费者对了解其微生物组档案的兴趣日益增长。
von Rosenvinge表示，他理解为什么人们可能会寻求微生物组测试，特别是如果他们患有慢性肠道疾病。例如，对于肠易激综合征没有单一的诊断测试，尽管进行了治疗，但仍可能导致使人衰弱的症状。"你可以想象，一个尽管接受了传统治疗但仍有症状的人会寻找进一步的答案。"
然而，当他的患者带着他们的微生物组档案咨询他时，他不确定其临床意义。"老实说，我不知道如何有意义地使用这些信息，"他说。
无论监管存在何种差距，Servetas表示，对于那些确实进行微生物组测试的人来说，最好坚持使用同一家公司进行后续测试，因为他们观察到公司内部有相当好的可重复性。"但你不应该在一次测试后就做出巨大的、改变生活的变化，"她警告道。"重要的是要理解，一次测试只能给你一个快照。"
鉴于饮食和生活方式选择等因素不断影响微生物组，Hold表示同意。"取决于你哪天进行测试，[它]可能只是告诉你你昨天吃了什么，而不是你患有什么疾病，"她说。
尽管目前存在局限性，von Rosenvinge对微生物组分析仍持乐观态度。"我乐观地认为，基于微生物组的诊断测试最终会有所帮助，"他说。然而，目前，"我们不确定它们的最佳使用方式，"他说。
参考文献
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