バイオインフォマティクス：定量的マイクロバイオームプロファイリングで明らかになった腸内細菌群集の変動と微生物量の関連
Nature 551, 7681 doi: 10.1038/nature24460
現在の糞便微生物相の塩基配列を基盤とする解析では、微生物タクソンや代謝経路は、各解析で作成された試料の塩基配列ライブラリーのごく一部を占めるにすぎない。このような相対的手法により疾患関連マイクロバイオームの変動を検出できるが、微生物相と宿主の健康との相互作用を明らかにする能力は限られている。相対的マイクロバイオームデータの比較解析からは、タクソンの豊富さや代謝能の変化の程度あるいは方向性についての情報を得られない。試料間で微生物の存在量が大きく異なるとすれば、相対的プロファイリングは、マイクロバイオームの特徴を生理的パラメーターや代謝産物濃度といった量的データに結び付ける試みを妨げるだろう。特に、相対的手法では、微生物相全体の豊富さの変化自体が、疾患関連生態系の構造を識別する主要な因子となり得る可能性が考慮されていない。宿主–微生物相の相互作用の真の特徴付けを可能にするためには、マイクロバイオーム研究は割合を数量に替えなければならない。今回我々は、微生物細胞のアンプリコン塩基配列解読法とフローサイトメトリーによる計数を対応させることにより、糞便試料の定量的マイクロバイオームプロファイリングのためのワークフローを構築した。健康な人の微生物の存在量には最大10倍の差異が観察され、この変動をエンテロタイプの違いと関連付けた。我々は、微生物の豊富さが、どのように個人間の微生物相の変動と宿主表現型との共変動の両方の基礎となっているかを示す。定量的プロファイリングによって、腸内微生物相の相互作用ネットワークの再構築において組成の影響が回避され、バクテロイデス属（Bacteroides）とプレボテラ属（Prevotella）の間のタクソンのトレードオフが相対的マイクロバイオーム解析の人為的結果であることが明らかになった。さらに我々は、微生物の存在量がクローン病患者のコホートに観察される微生物相の変化の重要な駆動要因であることを明らかにする。この場合も（相対的プロファイリングから明らかになっているように）細胞数が少ないバクテロイデス属のエンテロタイプと関連している。
