NIST正在发布人类肠道微生物组标准物质，这是一种经过精确测量和分析的人类粪便物质。

我们身体的肠道微生物组与一系列严重疾病有关，相关领域的科研人员可以使用这类标准物质。

NIST研究人员希望这类物质将有助于开创肠道微生物组相关诊断和治疗的新时代。

美国国家标准与技术研究所（NIST）发布了一种人类粪便标准物质，将帮助科学家准确测量肠道微生物组。该举措旨在加快相关医学研究前沿领域的进展，以解决人类某些最严重和最棘手的疾病。

一套RM 8048标准物质由四个小瓶组成，每个小瓶都来自两种膳食人群：杂食者或素食者。

图片来源：NIST

人类肠道微生物组是一个丰富的、充满微生物及其副产物的生态系统，分布在人类胃肠道中。历经十年的研究，科学家们已将肠道微生物组的活动与肥胖、糖尿病、精神疾病、癌症和其他疾病联系起来。研究人员认为，一类针对肠道微生物组的新型药物可以治疗许多这类疾病。

NIST的人类粪便标准物质（又名人类肠道微生物组RM）由八瓶冷冻的、经过详尽研究的、悬浮在水溶液中的人类粪便组成，此外，还有超过25页的数据，用于说明这种标准物质中含有的关键微生物和生物分子。包括生物制药和生物技术领域的科学家们都可以利用这种物质进一步研究和开发针对这种微生物组的新药，包括含有活细菌的新疗法。

NIST的粪便参考物质是“有史以来测量最精确、分析最科学、特征最丰富的人类粪便标准”，NIST分子遗传学家Scott Jackson说，“我们希望我们的标准物质将为肠道微生物组研究的蓬勃发展奠定基础，并充分发挥其潜力。”

NIST的研究人员从深冻中取出粪便样本进行分析。样本储存在零下80摄氏度。

图片来源：Tracey Schock/NIST

尽管听起来不那么吸引人，但医学和健康研究中最有前景的领域之一确实涉及从人类粪便中推导和提取的疗法及药物。

由此类方法得到的两种药物已被美国食品药品监督管理局批准用于治疗复发性艰难梭菌感染。这种细菌感染通常发生在医院，在美国每年导致多达3万人死亡。

粪便移植，顾名思义，就是将粪便从一个人移植到另一个人身上，这种方法也被用于治疗复发性艰难梭菌感染。经证明，这种方法非常有效，成功率为95%，研究人员正在探索使用粪便移植来治疗可能涉及肠道微生物组的多种其他疾病，包括酒精性肝炎、癌症、结肠炎和许多其他疾病。

粪便衍生治疗通过改变肠道微生物组的组成和行为来促进健康。如今，药店柜台上出售的许多益生菌都有一般性健康声明，但它们并没有得到美国食品药品监督管理局的批准，也没有经过彻底的临床疗效审查。

Jackson说，下一代微生物药物将要经过科学测试，并需要证明对治疗特定疾病有效。NIST的标准物质将有助于实现这一目标。

 “我们正处于活微生物疗法新时代的开端，” Jackson说，“这不仅仅是一种单凭主观愿望的想法。它已经在发生了。”

肠道微生物组研究领域发展迅速且竞争激烈。有关科研突破的报道接踵而来，企业也相继投资数十亿美元开发新药。然而，该领域仍然相对较新，研究人员用来测量人体微生物组的方法也各不相同。大量方法经常会导致测量结果不相同，且没有办法进行有效比较。

Jackson说：“如果你给两个不同的实验室提供相同的粪便样本进行分析，你可能会得到截然不同的结果。”

科学家们认识到，各种方法都会产生再现性的问题，因为它们无法复现彼此的结果。再现性在科学中被认为是至关重要的，因为它使研究人员能够基于彼此的实验进行验证和开发。

NIST粪便标准物质（RM）旨在帮助规范肠道微生物组领域的研究。Jackson说：“这将有助于确保该领域的准确性、一致性、可比性和再现性。”

NIST生产了1000多种标准物质物质，其中许多用于生命科学，包括胆固醇、人类DNA和人类血清。实验室使用它们来确保准确性、精密度和质量控制。例如，NIST的胆固醇标准物质有助于确保医生和患者能够信任其胆固醇检测结果的准确性。

NIST粪便标准物质的可能用途包括：

• 比较不同的方法和技术。标准物质可以作为评估研究人员和企业用于测量和分析人类粪便的各种方法的“金标准”或基准。这些方法的结果可以与NIST的结果进行比较，也可以相互比较，以确定哪种方法最适合实现特定目标。

• 实现再现性。如果两个不同的实验室使用NIST的标准物质得到了类似的发现，他们就知道他们的方法和技术产生了可以进行有效比较的结果。

为了获取粪便，NIST与一家医疗服务公司签订了合同，该公司负责招募人员并从他们身上收集粪便样本。这些人都是健康的成年人，包括男性和女性。大约一半是素食者，一半是杂食者。由于饮食会影响肠道微生物组的组成，因此使用这两个队列确保了该标准物质捕获了广泛的变异性。NIST没有关于个人捐赠者的信息。

对粪便进行分析很困难。这种物质中含有来自数百种不同物种的数万亿微生物、食物颗粒、人体细胞以及无数蛋白质、酶和代谢物。它被认为是地球上最复杂的生物物质之一。

十几位科学家花了六年时间将这些样本转化为NIST的微生物组标准物质。他们使用先进的化学分析技术鉴定了150多种代谢物，并根据其遗传特征鉴定了150多种微生物。

他们还确保了标准物质的稳定性，它的保质期至少为五年；也确保了其同质性，每个样本都是相同的；此外，符合规定的测量不确定度范围。

Jackson说：“通过大量的试错、头脑风暴活动以及与科学界的合作，我们终于创建了一种满足利益相关者需求的标准物质。”

这种标准物质包括8个100毫克的试管，其中4个来自素食者，4个来自杂食者，同时还有NIST列明的大量微生物和代谢物信息。NIST团队特别关注那些被认为与人类健康和新疗法最相关的化合物和生物体。