如何携带大便样本(组学研究如何收集粪便君样本)

如何携带大便样本：组学研究如何收集粪便君样本~

千万条科研道路，美丽数据第一条，

样本准备不对，说什么都是两行泪……

代谢组学与肠道微生物群密切相关。微生物可以产生许多化学物质，如激素和维生素。虽然测序平台可以对复杂的微生物群进行测序16S测序分析，但注释信息很少，不能提供其真实活动的信息，也不能区分微生物的生存状态。粪便中的代谢物是肠道菌群和宿主共同代谢的产物，可以弥补这一缺点。

粪便携带来自宿主、微生物群和食物残留物的许多生化合物，并捕获宿主之间的相互作用产生的代谢物，为研究宿主及其肠道菌群之间的代谢干扰提供了最直接的信息。粪便是一种绝对无创的生物样本，可以反映疾病条件下的代谢状况，因此，粪便代谢作为身体代谢的一个重要方面，将讨论疾病发病机制，提高临床诊断的客观性，研究药物疗效和机制。

下面小鹿对比了粪便样品的不同形式、不同的部位和储存方式，哪个更好，哪个更差？快下一步！

01样本的均质化

1.粪便样本菌群和代谢物在不同部位分布不同

由于粪便样品的异质性，可能会导致分析偏差。如图所示1PCA散点图显示，从顶部、边缘、中部和底部四个不同位置获得的粪便样本与均匀浆液后的粪便样本有显著的代谢轮廓[1]不同，这种分布在所有个体中都不一致。因此，在临床冷冻和收集新鲜粪便之前，需要用无菌棒将样品混合均匀。

图1|PCA散点图

2.个体差异

不同个体之间的样本也会有差异，下图基于Shannon指数评估发现个体之间的指数评估指数评估alpha多样性差异明显，但不会随着稳定剂的变化和储存时间的增加而变化。表明个体差异对微生物群落的影响大于其他条件[2]。

图2|Shannon指数评估发现个体之间的指数评估指数评估alpha多样性差异

02不同形式粪便样本的稳定性

采集粪便样品时，除直接冷冻收集的新鲜粪便外，还可以冷冻干燥或以粪便水的形式储存。如下图所示，新鲜粪便在-20℃放置1h之后，代谢轮廓发生了明显的变化，粪便样本-20℃放置24h后代谢轮廓相对稳定。然而，与新鲜粪便相比，粪便水在室温和冷藏条件下更不稳定。研究表明，粪便水的组合对长链醇、酯、甾醇等疏水代谢物的损失明显[3]，而冻干粪便的过程会失去挥发性代谢物SCFAs[4]因此，我们应该根据研究需要选择合适形式的样本。

图3|新鲜粪便与粪便样品代谢轮廓的差异

03储存条件对粪便代谢物的影响

在收集了样本后，有时我们可能无法立即进行相关的实验，我们需要储存样本一段时间。为了减少代谢物的损失，我们选择了什么样的储存条件？

如下图所示，对于室温，4℃冷藏和-20℃不同时间存放下粪便样本，发现4℃在储存超过24小时后，代谢物发生了显著变化。乙酸和戊酸的含量在室温下显著升高，而琥珀酸和富马酸的含量显著降低。-20℃冷藏在短时间内相对稳定，但不得超过1个月。-80℃可以放置3个月，所以样品收集后，我们的最佳选择是干冰运输后立即储存-80℃冰箱。

图4|对室温、4℃冷藏和-20℃粪便样本储存在不同的时间

04反复冻融对粪便样本的影响

在混合储存条件下，粪便样本由-20℃保存24h然后在室温下保存5h，相对于由4℃保存24h然后在室温下保存5h代谢轮廓更不稳定，特别是氨基酸和尿苷等物质有显著影响，过程样品冻融。研究表明，第三次冻融后的样本对代谢物的轮廓有显著差异。因此，记住不要重复冻融样本。如果不可避免，冻融次数不得超过3次。

图5|反复冻融对粪便样本的影响

1.OptimizedSampleHandlingStrategyforMetabolicProfilingofHumanFeces.AnalyticalChemistry.2016

2.ComparisonofDNAstabilizersandstorageconditionsonpreservingfecalmicrobiotaprofiles.2022

3.Globalgaschromatography/time-of-?ightmassspectrometry(GC/TOFMS)-basedmetabonomicpro?lingoflyophilizedhumanfeces.JournalofChromatographyB,2013.937:103-113.

4.Speciesvariationinthefecalmetabolomegivesinsightintodifferentialgastrointestinalfunction.JournalofProteomeResearch,2008.7:352-360.

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