美国国家标准与技术研究院（NIST）发布了一种经过精确测量和分析的人类粪便参考材料，称为“人类肠道微生物组参考材料”。科学家们将在研究人体肠道微生物组时使用这种材料。肠道微生物组已被证明与一系列严重疾病相关。
NIST的研究人员希望这种材料能够帮助开启一个涉及肠道微生物组诊断和治疗的新时代。
RM 8048的一个单位由来自两种饮食类型（杂食和素食）的各四个小瓶组成。
这项发布的目的是帮助科学家准确测量肠道微生物组，从而加速这一尖端医学研究领域的发展。该领域旨在解决一些人类最严重且棘手的疾病问题。
人类肠道微生物组是一个丰富而复杂的微生态系统，包括大量的微生物及其代谢产物，它们分布在人体的胃肠道内。在过去的十年中，科学家已将肠道微生物组的活动与肥胖、糖尿病、精神疾病、癌症及其他医疗状况联系起来。研究人员相信，一类针对肠道微生物组的新药可以治疗这些疾病。
NIST的“人类粪便参考材料”（简称“人类肠道微生物组参考材料”）包含八支冷冻的小瓶，其中装有经过深入研究的人类粪便样本，悬浮于水溶液中。此外，还附有超过25页的数据，详细列出了材料中含有的关键微生物和生物分子。科学家，包括那些在生物制药和生物技术公司工作的研究人员，可以利用这种材料推进他们的研究，并开发针对微生物组的新药，例如含有活菌的新型治疗方案。
NIST的分子遗传学家斯科特·杰克逊（Scott Jackson）表示：“我们的粪便参考材料是有史以来最为精确测量、科学分析和详尽表征的人类粪便标准。”他补充说：“我们希望我们的参考材料能够为肠道微生物组研究奠定基础，并使其充分发挥潜力。”
肠道微生物组药物
NIST的研究人员从深度冷冻中取出粪便样本进行分析。样本储存在零下80摄氏度的环境中。
尽管听起来可能令人不适，但最具前景的医学和健康研究领域之一却涉及源自人类粪便的治疗和药物。
美国食品药品监督管理局（FDA）已经批准了两种药物，用于治疗复发性艰难梭菌（C. difficile）感染。这种细菌感染通常在医院中获得，每年在美国导致多达3万人死亡。
粪便移植——即将一个人的粪便移植到另一个人体内——也被用于治疗复发性艰难梭菌感染。这种方法的成功率高达95%，因此研究人员正在探索粪便移植在治疗其他可能涉及肠道微生物组的疾病中的应用，包括酒精性肝炎、癌症、结肠炎及其他多种疾病。
粪便衍生的治疗通过改变肠道微生物组的组成和行为来促进健康。目前许多药店出售的益生菌产品通常会做出泛泛的健康声明，但它们并未获得FDA的批准，也未经过严格的临床疗效验证。
杰克逊表示，下一代微生物药物将经过科学测试，并被证明对治疗特定疾病有效。NIST的参考材料将有助于实现这一目标。
他说：“我们正处于活菌疗法新时代的开端。这不是空想，而是已经在发生的事情。”
为什么需要参考材料？
肠道微生物组研究是一个快速发展的竞争激烈领域。科学家不断报告突破性进展，企业投入数十亿美元开发新药。然而，该领域仍相对较新，研究人员使用各种方法来测量人体微生物组。不同的方法常常导致结果差异显著，难以进行有意义的比较。
杰克逊指出：“如果给两个不同的实验室同样的粪便样本进行分析，你可能会得到截然不同的结果。”
科学家认识到，广泛的方法造成了可重复性的问题，即他们无法复现彼此的结果。可重复性被认为是科学研究的核心，因为它使研究人员能够验证并在此基础上进一步开展实验。
NIST的粪便参考材料旨在帮助标准化肠道微生物组研究。“它将有助于确保该领域的准确性、一致性、可比性和可重复性，”杰克逊说。
参考材料的用途
NIST生产了1000多种参考材料，其中许多用于生命科学领域，包括胆固醇、人类DNA和人类血清。实验室使用这些材料来确保准确性、精度和质量控制。例如，NIST的胆固醇参考材料有助于确保医生和患者可以信任其胆固醇检测结果。
以下是NIST粪便参考材料的一些潜在用途：
- 比较不同方法和技术。该参考材料可以作为“黄金标准”或基准，用于评估研究人员和公司用来测量和分析人类粪便的各种方法。这些方法的结果可以与NIST的结果以及其他方法进行比较，以确定哪种最适合实现特定目标。
- 促进可重复性。如果两个不同的实验室使用NIST的参考材料得出相似的结果，他们就知道自己的方法和技术产生的结果具有可比性。
参考材料的制作过程
为了获取粪便材料，NIST与一家医疗服务公司合作，该公司招募了志愿者并收集了他们的粪便样本。这些志愿者均为健康的成年人，包括男性和女性。大约一半是素食者，另一半是杂食者。由于饮食会影响肠道微生物组的组成，使用这两组人群确保了参考材料能够涵盖广泛的变异性。NIST没有关于个体捐赠者的任何信息。
分析这些材料是一项挑战。粪便中含有数万亿个来自数百种不同物种的微生物，以及食物颗粒、人类细胞、无数蛋白质、酶和代谢物。它被认为是地球上最复杂的生物材料之一。
十多位科学家花了六年时间将这些样本转化为NIST的微生物组参考材料。他们使用先进的化学分析技术鉴定了超过150种代谢物，并根据基因特征识别了超过150种微生物。
他们还确保了参考材料的稳定性——设计保质期至少为五年——和均一性——每个样本都相同，在规定的测量不确定范围内。
杰克逊说：“通过大量的试验和错误、头脑风暴以及与科学界的协作，我们成功创建了一种满足利益相关者需求的参考材料。”
这种参考材料包含八支100毫克的小瓶——四支来自素食组，四支来自杂食组——以及NIST鉴定出的大量微生物和代谢物信息。NIST团队特别关注那些被认为与人类健康和新治疗方法最相关的化合物和生物体。
杰克逊表示：“我们参考材料的发布是一项重大进步。我们正朝着一个方向迈进，届时所有人都能就讨论人类肠道微生物组时所指的内容达成一致。”
(全文结束)
