由安吉莉娜·茱莉助推的基因檢測仍在持續火熱,藍海逐漸成為紅海。而早就有人把目光投向了腸道微生物群的檢測,最近一段時間ncs的接力發表足以說明它的火熱,檢測公司國外有ubiome等,國内也有多家公司進行這個檢測。下面,我們來管中窺豹,看看幾個檢測方法的比較,隻說我用搜尋引擎找到的公司,無任何偏好性。
腸道微生物的檢測方法主要有16S擴增子測序、QPCR、晶片、宏基因組和宏轉錄組。
1.QPCR(熒光定量pcr)
QPCR技術自發明以來像一棵常青樹,醫院的核酸診斷産品仍以此為主。當然,也逐漸讓位于新一代測序技術。從張鋒等大牛的文章來看,未來能識别特定序列的基因編輯系統或許可以取代pcr技術,成為新的标準技術。

那麼單看腸道微生物的檢測方面,qpcr主要檢測内容是益生菌或者共生菌的檢測。比如,搜尋到一個公司卡尤迪,有一個産品是采用此技術檢測腸道共生菌(雙歧杆菌、柔嫩梭菌、乳酸杆菌、拟杆菌、瘤胃球菌、大腸杆菌屬和鼠李糖乳杆菌7類常見益生菌)。
qpcr的優勢在于相比16S擴增子測序,可以檢測到種,但是劣勢在于一般隻能檢測目标菌,檢測不全;而且如果不是晶片式的高通量的pcr的話,通量極低;另外,設計和測試引物周期長,耗時耗力。
2.16S擴增子測序
這個技術平衡了成本和檢測的效果,為絕大多數腸道微生物檢測公司采用,16s擴增子測序技術可以檢測到細菌屬的級别,可以評估腸道細菌的多樣性,全面地衡量腸道菌的相對含量,用軟體可以預測基因代謝網絡等,是一個成本效益較高的技術。
這類檢測的報價從幾百到2000多不等,有的是檢測V3和V4區,有的隻檢測V4區。如搜尋到一個谷禾科技的公司,提供¥388元的檢測服務,報告較全面,科研使用者¥150/樣。檢測方法是測16SV4區域,測序深度号稱10萬(應該是測10萬reads的意思),據說采用人工智能技術來預測疾病易感等情況。
3.宏基因組
宏基因組技術可以檢測出所有的微生物,包括細菌、真菌和病毒的基因組,是一個檢測最全面的方法,但是現階段仍然成本較高,是以采用公司較少。
找到一個碳雲智能,号稱可以檢測1850萬個基因,1000+種,騰訊、中源協和以及榮之聯投資,以2000左右的價格進行檢測,還可以提供22種益生菌的套餐,同樣使用人式智能進行預測分析。這個價格對普通消費者也可以接受了。
4.宏轉錄組
在微信搜尋找到一條投資資訊,一個公衆号宣傳一個名為VE的美國公司,采用宏轉錄組技術檢測腸道微生物,有宏基因組技術的優點,而且忽略90%的管家基因,節約測序成本,潛力巨大的感覺。
人體腸道微生物診斷服務(分析腸道微生物數量及功能表達,優化個人飲食結構) 合作概況
5.晶片
Affymetrix有一款Axiom Microbiome array的晶片,可以檢測細菌、真菌和病毒,但是其不能對檢測目标進行任何定量,于是,這個的應用性大打折扣,隻能用于科研的微生物鑒定之類的了。其原理是:
- 晶片探針是基于NCBI序列保守區域和靶标特異性區域設計的。把晶片分成數十萬個方格,将每種探針聚集在一個個小方格中,每個方格包含數百萬個單探針拷貝。幾十種探針(個方格)用來檢測一個物種。
- 總計約12,600種微生物(古細菌、細菌、原生動物、真菌和病毒)。其中包括近1000種引起人類疾病的微生物,還可以鑒定質粒中的毒力基因。我們能用來定性檢測所有的菌(我們現查到的60多種,大部分到屬且要求定量),比較有價值的是緻病細菌(10種感染性的),病毒和益生菌(13種)等。
- 隻能鑒定,不定量,是與16S測序互補的技術。能給出的頻率值是指一個物種在一批樣品集裡出現的頻率,而不是指在物種單個樣品裡的含量。種屬比較單一時還可以确定哪個種或屬在科中為主要貢獻者。
- 可以直接通路NCBI資料庫,擴充查詢已鑒定名額的詳細資訊。
- 檢測前會對樣品所有DNA(包括人的)全基因組等溫擴增,檢測限是1000基因組拷貝(2-7pg細菌DNA+10ng人DNA)。
最後,總結一下:
檢測方法 | 成本 | 細菌 | 真菌 | 病毒 | 缺點 |
---|---|---|---|---|---|
QPCR | 幾十元 | 一般隻檢測益生菌和共生菌,可以到種 | × | × | 隻能檢測目标菌;設計和測試引物周期長;如果不是Fluidigm或wafergen等晶片式pcr,通量低。 |
16S擴增子測序 | 一百到幾百元 | √一般檢測到屬 | √ | √ | 相比宏基因組和轉錄組,資訊不夠全面,隻能預測基因代謝情況 |
宏基因組 | 一兩千元 | √到種 | √ | √ | 成本偏高 |
宏轉錄組 | 幾百元 | √到種 | √ | √ | 建庫可能較複雜 |
晶片 | 一百左右 | √到種 | √ | √ | 不能定量,隻鑒定 |