高宿主微生物样本(即宿主DNA占比90%以上)在微生物多样性检测中,微生物信号易被宿主序列淹没,存在有效数据利用率低、群落解析偏差大、样本适配性差等核心问题。
微基生物依托前沿科研成果与技术积累,搭建了从样本采集、宿主核酸去除、文库构建、深度测序到生物信息学分析的全流程优化体系,实现高宿主样本中微生物的精准、高灵敏度解析,检测成功率与数据可靠性远超行业平均水平,为科研工作者提供稳定、可靠、高灵敏度的专业检测服务。
一、高宿主DNA污染微生物常见样本类型
临床样本:呼吸道样本(支气管肺泡灌洗液、痰液、唾液等)、肿瘤组织样本、皮肤拭子等;
食品样本:乳品种类、发酵食品、生鲜食品基质样本等;
环境样本:各类含高宿主/宿主类杂质的环境拭子、水体沉积物等;
二、高宿主DNA污染样本检测难点
有效测序数据利用率极低:宿主DNA占比超90%,微生物序列被大量宿主序列淹没,导致有效测序数据利用率极低,难以捕捉痕量微生物的序列信息。
微生物检测偏差显著:宿主DNA干扰会引发微生物群落偏差,PCR扩增效率低等问题,无法真实反映样本中微生物的实际组成与丰度。
常规处理方法弊端突出:常规宿主去除方法操作繁琐、对样本要求严苛(如不适用于冻存样本)、易造成微生物DNA损失、引入系统性偏倚等,严重影响检测结果的可靠性。
低生物量样本测序失败率高:部分高宿主样本同时存在低生物量特征,常规实验流程难以满足文库构建要求,易导致测序实验失败。
三、高宿主呼吸道样本宿主DNA去除方法的科研验证
文献:Host DNA depletion on frozen human respiratory samples enables successful metagenomic sequencing for microbiome studies.
本研究围绕冷冻无保护剂的人类呼吸道高宿主样本开展宿主DNA去除方法的系统评估,为高宿主样本宏基因组测序提供标准化方案。
1.研究样本:高宿主冷冻人呼吸道样本:支气管肺泡灌洗液(BAL)、鼻拭子、痰液
2.实验设计:系统评估lyPMA、Benzonase、HostZERO、MolYsis、QIAamp 5种主流宿主DNA 去除方法的效果,设置未处理对照组,同时设立模拟微生物群落阳性对照、试剂空白阴性对照;通过qPCR定量、深度宏基因组测序、微生物分型、功能预测、微生物活力验证等多维度分析,结合因果中介分析、PERMANOVA等统计方法,全面验证宿主去除方法的效率、特异性、低偏倚性。
3.实验结果展示
高宿主呼吸道样本宿主DNA去除实验设计框架
本研究对支气管肺泡灌洗液(BAL)、鼻拭子、痰液三种呼吸道高宿主样本,设置未处理对照组与5种宿主DNA去除处理组,同时设置模拟群落、试剂阴性对照,通过qPCR、宏基因组测序、微生物分型、功能预测等多维度分析,验证不同去除方法的效果。
按样本类型分层的微生物(非病毒)和病毒宿主属相对读长丰度图
A/B:危重患者BAL样本,A为前10非病毒微生物物种,B为前10病毒宿主属(以细菌属为单位,因DNA病毒多为噬菌体,按宿主属表征);
C/D:健康成人鼻拭子样本,C为前10非病毒微生物物种,D 为前10病毒宿主属;
E/F:pwCF患者痰液样本,E为前10非病毒微生物物种,F为前10病毒宿主属;
结果显示:宿主DNA去除可有效提升微生物有效测序深度,显著降低高宿主样本的测序失败率,同时能清晰解析样本中微生物的群落结构。
按样本类型和处理方法分层的微生物α/β多样性图
A:微生物α多样性;B:病毒α多样性,(BAL样本多数无病毒读长,仅展示鼻拭子和痰液);
C:微生物β多样性,表征处理组与未处理组的群落结构差异;
D:病毒β多样性,BAL 样本因病毒检测失败未纳入。
结果显示:宿主DNA去除可显著提升高宿主样本的微生物物种丰富度。
微生物(非病毒)和病毒宿主属的差异丰度火山图
全样本水平的非病毒微生物物种(A)和病毒宿主属(B)差异丰度火山图
结果显示:样本类型对微生物和病毒丰度的影响远大于宿主去除处理,体现出呼吸道微生物群落的固有样本特异性;宿主去除对部分类群丰度存在物种特异性效应,且噬菌体与其细菌宿主的丰度变化无强协同性,这或与噬菌体分布、细菌细胞壁特性相关。
实验结论:本实验证实宿主DNA去除是高宿主呼吸道样本测序的必要操作,方法选择需适配样本类型(QIAamp为通用优选),样本保存处理需注意冷冻保护与痰液样本的胞外DNA问题;同时验证冷冻无保护剂样本可实现高效宿主去除,还确定0.5-2百万微生物reads为该类样本测序深度的饱和阈值,为相关研究提供了实用方案和参考。
四、微基生物服务优势:
高成功率:全流程优化体系适配各类高宿主样本,检测成功率远超行业平均水平,解决低生物量、高宿主样本测序失败率高的问题。
高灵敏度:高效宿主去除+深度测序+精准分析,可捕捉样本中丰度低至痕量的微生物信号,真实反映微生物群落组成。
低偏倚:定制化宿主去除方案结合严格的质控体系,最大限度降低微生物DNA损失与群落结构偏倚,检测结果更可靠。
强兼容:支持冷冻、FFPE、新鲜等多种保存状态的样本,适配临床、食品、环境等多领域研究需求。
全流程服务:提供从样本采集指导、实验操作、测序到数据分析的一站式服务,配套详细的研究报告,满足科研论文发表、课题研究等多种需求。
微基生物始终以科研需求为导向,专注于微生物检测技术的创新与科研转化,以专业的技术体系、严格的实验质控、个性化的科研服务,为高宿主DNA污染样本的微生物组学研究提供最优技术解决方案,助力科研工作者攻克技术难点!详情咨询:021-50763698.

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