从灵感乍现到位列名刊 | 宏基因组方案型产品助您攻关疾病课题
微生物是地球上已知种类最多、数量最大、分布最广的生物类群。已有报道指出，人体内的微生物菌群与肥胖、心脏病、肠病、炎症、自身免疫病甚至癌症都有着密切联系。如今，微生物的研究方向已从原始的观察描述过渡到深入生命内部机制，这个过程得益于微生物研究技术的高速发展，其中宏基因组技术，克服了传统分离培养技术的限制，提供了一种探究微生物多样性结构和功能基因组的免培养方法，为揭示微生物与人类健康的关系提供了崭新的研究思路。
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解决疾病难题，宏基因组技术风华正茂
人体微生物菌群主要分布在肠道、口腔、肺部、阴道和皮肤等部位。其中，肠道微生物最为丰富，有人类的第二基因组之称，其菌落稳态与人体疾病的关联也是最为密切[1]。
2019年，Yachida通过宏基因组分析发现在散发性结肠癌患者中存在两种不同的肠道微生物菌群丰度特征。而代谢物学分析显示支链氨基酸、苯丙氨酸和胆汁酸在不同癌症分型下的含量变化明显。这些菌群特征和代谢特征发生在结肠癌发展前期，为结肠癌的病因学和诊断提供了重要的线索[2]。
2021年，Tian发现正常人和稳定性冠状动脉疾病（Stable coronary artery disease，SCAD）患者之间肠道菌群存在显著差异，患者组的Lactobacillus genera菌群与昭示SCAD风险的肌钙蛋白（cTnI）及TNF-a两种指示因子呈正相关。同时在中位随访时间为18个月的跟踪中，作者发现基于基态肠道微生物菌群再结合代谢组学的模型能更好地预测主要心血管不良事件[3]。
2021年，Tomofuji应用宏基因组发现两种细菌（Streptococcus anginosus和Streptococcus intermedius）在系统性红斑狼疮（Systemic lupus erythematosus，SLE）患者中富集。结合KEGG分析，作者发现SLE患者的菌群相比正常人的菌群，与硫代谢或硫氧化还原的相关通路和鞭毛组装的基因表达显著。结合代谢组学分析，作者还发现酯酰肉碱和异柠檬酸与Streptococcus intermedius的富集呈正相关。由于酯酰肉碱与免疫信号有关，说明SLE患者的肠道菌群紊乱可能是酯酰肉碱与免疫系统的过激反应有关[4]。
除了关联分析以外，宏基因组技术也能被应用于病原体诊断领域。宏基因组测序可以提供给定样本中病原体群体的全面视图，快速地检测出崭新的或者罕见的病原体（如鹦鹉热衣原体）[5]，而不需要花费大量时间去摸索试验病原体的体外培养方法，缩短疾病诊断时间，提高临床决策效率。
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引领研究风潮，华大宏基因组值得信赖
创新的研究离不开优秀的团队。华大基因在微生物研究领域一直处于全球领先地位。2010年，华大主导构建了人体肠道微生物参考基因集，开创了高通量测序研究人体肠道菌群的新时代，被称为21世纪前十年最重要的科研成果之一。2012年，华大建立宏基因组关联分析技术，开启疾病的临床研究全新视角。2019年，华大发布了人体肠道可培养细菌基因组，为精准解密肠道菌群和疾病之间的关系提供重要的基础。目前，华大基因共400多篇微生物研究文章见刊，影响因子总和超过2,500，其中发布在Nature / Science / Cell三大顶刊上文章达50余篇。
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全程无间配合，课题任意细节力求完美
得益于技术与经验积累，华大基因能够为各位科研工作者提供全流程的方案型产品服务，从实验方案到文章合作，从样本选择到实验补充。华大自主平台DNBSEQTM提供高测序准确性、低Duplication率、无Index hopping的微生物组测序服务。同时华大基因也有丰富的多组学技术，如代谢组学和全基因组测序，结合华大基因深耕多年的生物信息学分析经验，能为各位科研工作者提供多组学关联分析服务，从多个维度去挖掘微生物菌群与人类健康的深层奥秘。另外，我们可以高效便捷地定制分析结果，提供专业的数据分析图表。华大基因致力于为所有科研工作者提供良好的全程服务体验。
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参考文献：
[1] Hou K, Wu ZX, Chen XY, et al. Microbiota in health and diseases. Signal Transduction and Targeted Therapy. 2022, 7(1):135.
[2] Yachida S, Mizutani S, Shiroma H, et al. Metagenomic and metabolomic analyses reveal distinct stage-specific phenotypes of the gut microbiota in colorectal cancer. Nature Medicine. 2019, 25(6):968-976.
[3] Tian R, Liu H, Feng S, et al. Gut microbiota dysbiosis in stable coronary artery disease combined with type 2 diabetes mellitus influences cardiovascular prognosis. Nutrition, Metabolism & Cardiovascular Diseases. 2021, 31(5):1454-1466.
[4] Tomofuji Y, Maeda Y, Oguro-Igashira E, et al. Metagenome-wide association study revealed disease-specific landscape of the gut microbiome of systemic lupus erythematosus in Japanese. Annals of the Rheumatic Diseases. 2021, 80(12):1575-1583.
[5] Diao Z, Han D, Zhang R, et al. Metagenomics next-generation sequencing tests take the stage in the diagnosis of lower respiratory tract infections. Journal of Advanced Research. 2021, 38:201-212.
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