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为解决环境和宿主相关微生物组研究领域术语使用混乱、分析方法存在偏差等问题，研究人员开展微生物组研究方法及报告规范的主题研究。结果明确了术语准确使用、实验控制及数据处理等规范。这对提高研究准确性、推动微生物组研究发展意义重大。
在微生物组研究的奇妙世界里，曾经存在着许多让人困惑的 “谜题”。比如，一些术语的使用十分混乱，就像不同的人说着不同的 “方言”，导致大家对研究成果的理解产生偏差。“微生物组（microbiome）” 和 “微生物群（microbiota）” 常常被混淆，“丰度” 一词也被错误使用，使得研究结果的解读变得困难重重。而且，在微生物组的分析过程中，从样本采集到数据分析的各个环节，都可能出现偏差，这些偏差就像隐藏在暗处的 “小怪兽”，随时可能影响研究结果的准确性。在这样的背景下，为了让微生物组研究走上更加科学、准确的道路，来自世界各地多所研究机构的研究人员（如来自比利时鲁汶大学、英国朴茨茅斯大学、美国韦恩州立大学等）开启了一项意义非凡的研究。他们深入探讨微生物组研究中存在的各种问题，并提出了一系列针对性的建议和规范。这一研究成果发表在《Microbiome》杂志上，为整个微生物组研究领域指明了方向，就像在黑暗中点亮了一盏明灯，让后续的研究有了更清晰的指引。
研究人员在开展这项研究时，主要运用了以下几种关键技术方法：首先是测序技术，包括 16S rRNA 基因扩增子测序、宏基因组测序等，通过这些技术来分析微生物群落的组成和功能；其次是生物信息学分析，借助多种工具对测序数据进行预处理和下游分析；此外，还运用了生物统计学分析方法，以考虑微生物数据集的组成性质，确保分析结果的可靠性。
下面我们来详细了解一下研究的主要结果：
- 准确术语的重要性：研究明确指出，当前微生物组研究中术语使用混乱，对研究理解造成严重影响。“微生物群” 仅指微生物群落，而 “微生物组” 涵盖微生物群落及其活动环境。“16S rRNA 基因扩增子测序” 不能简称为 “16S 测序”，且与 “宏基因组学” 有本质区别。“丰度” 应表述为 “相对丰度”，定量分析时才使用 “绝对丰度”。同时，微生物命名必须遵循相关规则，如细菌命名遵循《国际原核生物命名法典（ICNP）》，研究时需明确所用数据库版本，确保名称准确无误。
- 避免微生物组分类和功能分析的陷阱：微生物组分析的各个环节都可能引入偏差，如样本采集、DNA 提取、测序等过程。为减少偏差，需遵循技术建议，设置多种对照，包括试剂阴性对照和模拟群落对照等。DNA 提取方法对结果影响很大，不同样本需优化提取方案。测序技术各有利弊，16S rRNA 基因扩增子测序可分析群落多样性和组成，宏基因组测序能深入了解菌株水平信息和功能潜力，但成本较高。数据分析时应使用开放访问工具和最新数据库，同时开展软件基准测试。
- 生物统计分析：生物统计分析要考虑微生物数据集的组成性质，选择合适方法并进行错误发现率（FDR）校正。对于稀疏的微生物组测序数据，零计数处理需谨慎，可采用不同方法进行分析。在差异丰度微生物的鉴定方面，ALDEx2 和 ANCOM-II 等方法结果更可靠，建议采用多种方法的共识方法确保生物学解释的可靠性。
- 数据解释：微生物组研究在数据解释方面存在诸多挑战。例如，相对丰度或绝对丰度数据的解读可能因微生物负荷差异产生偏差，因此建议结合感兴趣微生物分类群的绝对定量进行分析。以 Firmicutes 与 Bacteroidetes 的比例（现称 Bacillota 与 Bacteroidota 的比例）为例，以往研究基于此比例得出的结论缺乏依据，在《Microbiome》投稿的研究若无充分证据，不建议以此为结论。此外，α- 多样性指标的解读也需谨慎，如 Chao1 和 ACE 指数不适合在多数情况下使用，香农指数与多样性并非直接成比例，计算有效物种数可更好地解释多样性。
- 数据可视化：数据可视化推荐使用箱线图或小提琴图，避免使用堆积条形图。因为堆积条形图无法展示数据分布和标准差，低丰度分类群也难以显示，且颜色过多会影响视觉识别。若必须使用堆积条形图，应展示单个样本的分类组成，并采用过滤策略增强可视化效果。同时，建议使用对色觉缺陷（CVD）友好的调色板。
- 报告和分享微生物组研究：微生物组研究的详细报告对研究的可重复性至关重要。研究人员支持《加强微生物组研究的组织和报告（STORMS）指南》，并基于此制定了适用于环境和宿主相关微生物组研究的《环境和宿主相关微生物组研究技术报告标准（STREAMS）指南》。此外，微生物组研究需遵循严格的数据发布政策，确保数据集符合可发现性、可访问性、可互操作性和可重用性（FAIR）原则，所有数据应在提交时可供审稿人查阅，发表时公开，原始数据需存入公共存储库，同时要提供详细的元数据和分析代码。
- 推动微生物组领域向机制理解迈进：《Microbiome》杂志期望发表的研究能深入揭示微生物组在健康和环境中的机制作用，或带来概念和技术上的重大突破。关联性研究虽有一定价值，但易导致对因果关系的误解，微生物组研究应优先开展能提供强大机制见解的研究，通过精心构建假设、合理设计实验和采用有效方法来验证假设。
综上所述，这项研究全面而深入地分析了微生物组研究领域存在的问题，并提出了切实可行的解决方案和规范。它不仅为科研人员在微生物组研究过程中提供了重要的操作指南，帮助大家避免常见错误，提高研究的准确性和可靠性；还推动了整个领域朝着更深入理解微生物组机制的方向发展，为后续研究奠定了坚实基础，让我们对微生物组在健康和环境领域的作用有了更清晰的认识，对未来开发基于微生物组的疗法和策略具有重要的指导意义。
