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代謝組+宏基因組關聯分析
微生物組的研究已經逐漸進入到多組學的時代，越來越多的科學家將代謝組與微生物組關聯起來，同時從微生物與代謝物兩個角度分析生物學問題，通過解析微生物-代謝物的關聯性，從多維的角度揭示生命活動。
華大基因針對宏基因組及代謝組的特征數據差異物種及差異代謝物進行整合分析——對于差異微生物及差異代謝物分別進行定量關聯分析及功能關聯分析，對于提供連續表型的數據，還進行差異物種，差異代謝物和表型之間的關聯分析，以探究微生物、代謝物和表型的內在關系。
技術優勢
1、關聯分析研究經驗豐富，在Nature 等頂級期刊上自主發表多篇文獻。
2、充分調研微生物組與代謝組關聯分析文獻，自主開發軟件分析流程。
產品應用
1、 腸道微生物與疾病研究
2、 腦-腸-軸研究
3、 益生菌等微生物制劑開發
4、 根際微生物研究
5、 水體、土壤等環境研究
6、 茶葉、腐乳等發酵食品發酵工藝探索
技術路線
注：差異物種無生物學功能關聯
項目周期
12個自然日
案例一：膽汁酸檢測聯合宏基因組探究益生菌及小檗堿對初發2型糖尿病的治療作用[1]
研究背景：
在過去的十多年中，研究發現腸道微生物是一個有前景的2型糖尿病（T2D）治療靶點，小檗堿（BBR，一種抑菌素）也被發現可以治療包括T2D在內的一些代謝紊亂的疾病。研究擬通過宏基因組、代謝組等多組學技術探究BBR聯合使用益生菌對初發T2D患者的治療作用。
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技術路線：
將409個初發T2D志愿者分為安慰劑組（Plac）、益生菌組（Prob）、小檗堿組（BBR）及益生菌聯合小檗堿組（Prob+BBR）進行了為期3個月的臨床試驗，結合臨床醫學數據、宏基因組數據及代謝組數據對聯合使用益生菌與小檗堿治療T2D的方案進行了評估。?
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主要結論：
臨床生化指標評估顯示包含糖化血紅蛋白HbA1c在內的多項T2D相關的生化指標在BBR介入后發生明顯改善。宏基因組結果顯示，與Plac組相比，BBR對T2D患者的腸道微生物有顯著調節作用，且這種調節作用與益生菌的使用無關。血漿膽汁酸檢測則表明BBR能通過抑制微生物膽汁酸的轉化降低腸道法尼醇X受體（FXR）的活性，促進其抗糖尿病作用。最后體外實驗證明BBR能通過抑制R.bromii的生長削弱次級膽汁酸的代謝，從而起到調節血糖的作用。?
圖1?BBR通過抑制R.bromii消弱DCA的轉化?
參考文獻
[1]Gut?microbiome-related?effects?of?berberine?and?proloiotics?on?type?2?diabetes(the?PREMOTE?study)?Nature?communications?2020
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在關聯分析中，綜合運用了單變量相關性、非監督模型關聯、監督模型關聯、生物學功能關聯。以下為部分分析結果圖片展示：
1、? 適用數據類型
要求用于關聯分析的兩組學的樣本數據一一對應（即用于關聯分析的兩組學的樣本來自于相同的生物學重復個體），代謝組數據可以為非靶向代謝組、脂質組學、靶向代謝組學中的任意一種。
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2、? 重復次數要求
1）當樣本為2組時，每組樣本數不少于8個；當樣本組不少于3組時，每組樣本不少于6個；每組樣本大于10個時分析效果較好；
2）用于關聯分析的臨床樣本推薦每組樣本數不少于30個；
3）重復數少于建議數時分析效果差；每組低于3個樣本時無法分析。
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Q1：為什么用于關聯分析的兩組學樣本要求一一對應？
A1: 分析中包含Spearman相關性分析，其相關系數表明X(獨立變量)和Y(依賴變量)的相關方向，在進行計算兩組學的相關性時要求每一個組學數據要有能夠對應的另一個組學數據，否則無法進行相關性分析。
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Q2：宏基因組+代謝關聯分析對用于采集數據的樣本有限制嗎？
A2：沒有限制。此關聯分析針對宏基因組及代謝組數據，滿足條件的數據即可進行相應的關聯分析，根據解讀關聯分析的結果進行數據挖掘，因此要求在前期設計實驗時就要考慮到后面用于關聯分析的兩組學數據的樣本來源在生物學上的相關性（一般建議用于關聯分析的兩組學數據來源于相同的生物學重復的個體），單純的數據分析本身只討論統計學的相關性。
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Q3：對于關聯分析的兩組學數據的重復數的要求有什么依據嗎？
A3：建議數是我們的項目經驗值，當重復數低于建議數時，數據分析的表現結果較差；且每組低于3個樣本時無法進行關聯分析。
