4. Kvantitatív mikrobiom-profilozás és a Dynamap – az abszolút értékek felé
A relatív arányok megtéveszthetnek; a kvantitatív profilozás és a Dynamap abszolút sejtszámot mér — előrelépés, de a klinikai értelmezést ez sem oldja meg.
A hagyományos 16S és shotgun elemzések közös gyengesége, hogy relatív összetétel-adatokat produkálnak. Ha az összes baktériumtaxon egyforma mértékben csökken (például antibiotikum hatására), a relatív arányok változatlanok maradnak – miközben a teljes bakteriális biomassza töredékére zsugorodik [18], [23]. Ez a komposícionális torzítás alapvetően megnehezíti a klinikai értelmezést.
Az erre adott módszertani válasz a kvantittatív mikrobiom-profilozás (QMP): belső standardok (pl. ismert mennyiségű syntetikus DNS-spikeinek) hozzáadásával a relatív értékek abszolút sejtszámmá konvertálhatók. Ez elvileg lehetővé teszi az igazi növekedést és csökkenést elkülöníteni a puszta arány-eltolódástól [23].
A Dynamap – amelyre a hazai gyakorlatban hivatkozás történik – egy erre épülő, teljes DNS-molekula azonosításán alapuló megközelítést kínál. A technológia ígéretes, de a klinikai tapasztalati bázis még korlátozott [23]. Az a tény, hogy a teljes DNS-tartalom vizsgálatára törekszik (nem csak a 16S amplikon-régióra), elvileg csökkenti az amplikon-szekvenálás egyes torzításait. Az abszolút kvantifikáció szintén előrelépés [23].
Ugyanakkor az alapvető interpretációs kérdések – mit jelent egy adott összetétel az adott beteg számára, és mit kellene ezzel klinikusként tenni – ettől a technológiától sem oldódnak meg automatikusan [23]. Egy precízebb mérőeszköz értékét a klinikai kontextus és az evidencia-alapú értelmezési keretrendszer határozza meg.
Mit jelent mindez a beteg számára?
A kvantittatív mikrobiom-profilozás és a Dynamap technológia valódi módszertani előrelépést képvisel a hagyományos relatív elemzéssel szemben [23]. Egy olyan betegnél, aki antibiotikum-kúrán esett át, a hagyományos 16S vizsgálat esetleg azt mutatja, hogy a mikrobiom „stabil maradt" – miközben a baktériumok összmennyisége töredékére csökkent, csak az arányok maradtak hasonlók. Az abszolút kvantifikáció ezt a különbséget képes megragadni.
Fontos azonban tisztán látni, hogy a pontosabb mérés önmagában még nem old meg minden értelmezési kérdést. A QMP megmutatja, hogy egy taxon valóban gyarapodott-e vagy csökkent – de nem mondja meg, hogy ez jó vagy rossz, kívánatos vagy kerülendő. Ehhez az adott beteg klinikai kontextusa, tünetei, exposom-profilja és a kezelési cél ismerete szükséges.
A Dynamap esetén az is figyelembe veendő, hogy a technológia hazai elérhetősége és a klinikai tapasztalati bázis egyelőre korlátozott. Az ígéretes módszertani megközelítés és a rutinszerű, validált klinikai alkalmazhatóság között általában évek telnek el – és ez a szakadék jelenleg fennáll. A technológia fejlődési iránya helyes, de a klinikus és a beteg részéről reális elvárásokra van szükség [23].
Összességében: ha ma a három módszer közül kellene választani, a QMP/Dynamap megközelítés elvileg a legtöbb információt nyújtja, és a legkevesebb komposícionális torzítással jár [18], [23]. Ugyanakkor a klinikai döntéstámogatáshoz szükséges validált referencia-adatbázisok és értelmezési protokollok mindhárom módszer esetén még fejlesztés alatt állnak.
Hivatkozások
[18] Gloor GB, Macklaim JM, Pawlowsky-Glahn V, Egozcue JJ. Microbiome datasets are compositional: and this is not optional. Front Microbiol. 2017. Link
A 16S rRNS-amplikonok, metagenomok vagy metatranszkriptomok nagy áteresztőképességű szekvenálásával előállított mikrobiom-adatkészletek inherensen kompozícionálisak, mert a műszer önkényes összegzést kényszerít rá. A review bemutatja azokat a torzulásokat, amelyek a kompozíciós adatok nem kompozíciós módszerekkel való elemzéséből erednek, és iránymutatást ad a kompozíciós adatelemzés alkalmazására a mikrobiom-vizsgálatok teljes munkafolyamatában. A kompozíciós keret nem opcionális, hanem alapvető a valid következtetésekhez.
[23] Vandeputte D, Kathagen G, D'hoe K et al. Quantitative Microbiome Profiling Links Gut Community Variation to Microbial Load. Nature. 2017. Link
A hagyományos szekvenálás-alapú székletmikrobiota-elemzések csak relatív abundanciákat adnak, ami akadályozza a mikrobiom-jellemzők és a kvantitatív gazdaparaméterek összekapcsolását, ha a mikrobiális terhelés mintánként eltér. A szerzők szerint a relatív profilozás elfedheti a teljes mikrobiota-abundancia változását mint kulcsfontosságú betegségasszociált jelet, és kvantitatív mikrobiom-profilozást javasolnak, amely a relatív összetételt sejtsűrűségi adatokkal párosítja a gazda-mikrobiota interakciók valódi jellemzéséhez.