商业家用粪便样本检测服务声称能揭示个人肠道微生物组的构成。但这些结果有多可靠？一项发表在《通讯生物学》上的研究给出了令人清醒的结论：被测试的微生物组分析无法提供关于肠道菌群实际组成的可靠信息。
奥地利格拉茨医科大学微生物组研究教授、医学博士格雷戈尔·戈基维茨在向德国科学媒体中心发表评论时表示：“这项研究设计非常巧妙，令人印象深刻地证明了被测试的商业微生物组测试是多么不可靠。然而，这个问题在医学科学界已经讨论了一段时间。”
研究人员的出发点：大量出版物将肠道微生物组与一系列疾病联系起来，从代谢紊乱到癌症，甚至包括神经精神疾病。尽管研究深入，但目前既没有获批的常规临床检测手段，也没有广泛建立的微生物组分析诊断标准。与此同时，公司正在为普通大众开发直接面向消费者的家用测试。
这些测试套件在医疗器械和生活方式产品之间的监管灰色地带运作。尽管消费者通常会收到健康相关的评估和个性化建议，但这些测试并不像传统的体外诊断那样需要经过相同的验证和质量保证要求。在此背景下，美国国家标准与技术研究院的研究人员评估了七种直接面向消费者测试的分析性能。
为了排除个体捐赠者的生物变异性，美国国家标准与技术研究院的研究人员使用了均质化、特征明确的人类粪便参考材料。他们从每个供应商处订购了三个测试套件，并装入相同的样本材料。这些公司未被告知此项评估，以使条件尽可能真实。
此外，美国国家标准与技术研究院的团队使用16S rRNA扩增子测序和全基因组乌枪法测序，在自己的实验室分析了相同材料的样本。该团队还检查了另外七名捐赠者的样本，以比较供应商的方法学差异与实际个体间的生物差异。
分子技术
16S rRNA基因扩增子测序。 通过靶向测序一个标记基因来确定细菌群落的组成；它主要提供关于哪些物种存在及其相对丰度的信息。
全基因组乌枪法测序。 一种用于分析生物体或样本中所有DNA的方法；DNA被随机打断成许多小片段，进行测序，然后利用生物信息学工具重新组装。
测序深度。 一个DNA片段被测序的次数；更高的测序深度能提高准确性以及检测稀有生物体的能力。
报告阈值。 设定的阈值，用于确定何时在报告中列出某种生物体。
样本收集建议已经存在显著差异。一些供应商建议从卫生纸上收集样本，另一些则建议直接从粪便中收集；一些建议使用稳定缓冲液，而另一些则没有。在所有情况下，样本都在室温下（即未冷藏）运输。
分子生物学方法差异很大。三家公司使用了针对不同区域的16S rRNA扩增子测序，四家使用了全基因组乌枪法测序。测序深度范围从低于20,000次读取到超过1000万次读取。值得注意的是，更高的测序深度并未始终与鉴定出的物种数量增多相关。这表明，不仅是数据量，整个方法论流程都会影响结果。
德国雷根斯堡大学微生物学与卫生学研究所所长、医学博士安德烈·格斯特在向德国科学媒体中心发表评论时表示，“供应商在样本收集、缓冲液/运输、测序方法（rRNA基因扩增子测序与全宏基因组乌枪法测序）、测序深度和报告阈值方面存在显著差异。”这些方法论差异导致了明显不同的分类学轮廓。格斯特说：“在某些情况下，供应商之间的差异与不同捐赠者之间的生物变异一样大，甚至更大。个别供应商内部的重复性也不一致。”
除了分类学轮廓，许多供应商还提供健康相关的评估和个性化建议。这些解释所依据的参考人群各不相同——内部公司数据库、人类微生物组项目或美国肠道项目——对“健康”微生物组的定义也各不相同。
在一个案例中，相同的样本材料被两家供应商归类为“健康”，但被第三家归类为“不健康”。功能评估和饮食建议也因此不同。在检测潜在致病生物体方面也存在巨大差异。对于艰难拟梭菌，三家供应商报告检测到，四家则没有。
“这篇论文指出了直接面向消费者微生物组市场的核心问题：消费者会收到看似精确的报告，尽管分析基础往往不具备稳健的可比性，”格斯特说。“虽然作者使用了均质化的参考材料和重复样本，但该研究并未确定哪家供应商‘正确’——只表明它们存在巨大分歧。”他补充说，这些结果也不能自动推广到所有可用的服务。
总体而言，目前的系统分析表明，针对普通大众的商业微生物组测试的方法学变异性，其幅度可与个体间的生物差异相媲美。在没有标准化质量标准和透明验证策略的情况下，此类测试的临床可解释性仍然有限。
格斯特为医生总结了最重要的要点：“几家医学会和国际专家小组目前建议不要在常规诊断中广泛使用微生物组测试。除了当前研究再次证明的缺乏标准化之外，原因还在于基于微生物组结果的具体治疗建议往往尚不可能。”
因此，最近的一份国际共识文件强调，目前支持广泛常规使用微生物组测试的证据不足。在德国，德国消化与代谢疾病学会早在2018年就指出了商业微生物组测试缺乏可比性和临床意义有限的问题。
这篇报道已从Medscape德语版翻译而来。
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