Nature子刊同款的宏基因组免疫球蛋白测序怎么做？

免疫球蛋白A（IgA）是人体肠道黏膜分泌的主要抗体，它在塑造肠道微生物群落和维持肠道稳态中起着关键作用，有研究发现缺乏IgA的患者更容易患自身免疫性疾病和感染性疾病。

目前用于研究IgA结合的主要技术是IgA-SEQ，结合了细菌荧光激活细胞分选（FACS）和16S rRNA基因扩增子测序。然而，16S测序只能提供约属水平的分类学分辨率，无法检测到菌株和种水平的IgA靶向差异。2025年 Nature microbiology发表文章，开创了一种利用宏基因组测序来表征人类粪便样本中IgA结合的微生物的新技术。该技术能够提供菌株水平的IgA结合信息，克服了传统方法的局限性。

文章对38份健康人粪便样本进行提取活菌悬液、抗人IgA抗体磁珠标记、磁性分选、洗脱回收目标的高纯度菌株，最后开展宏基因组高通量测序MIg-seq分析（每样本15G数据量），获得76个宏基因组（每个样本包括一个原生组分和一个IgA阳性组分）。

通过分析IgA结合水平，可以揭示不同菌株之间的IgA结合差异，同时发现与IgA结合相关的特定基因，能够将IgA结合水平与宿主的免疫和健康状态联系起来，为研究宿主-微生物相互作用提供了更全面的工具。

图1. MIg-seq实验流程

图2. 各物种门类内IgA不同结合程度的微生物占比

图3. 微生物基因与 IgA 结合能力之间的联系

图4. IgA 高度结合微生物的主要基因

凌恩  基于该研究开发了宏基因组免疫球蛋白测序解决方案，基于reads水平结合已发表的UHGG数据库开展物种注释，分析IgA在肠道免疫防御中的功能以及微生物-宿主免疫系统相互作用机制。同时和原始样本进行比较，获得IgA结合的特异性功能微生物信息。特别适用于免疫相关的慢性疾病或有炎症反应的疾病。此外还可以结合代谢组、转录组和蛋白组等多种组学开展联合分析。目前已针对人、小鼠和牛等肠道样品开展MIg-seq测序及分析。

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参考文献

1. Almeida, A., Nayfach, S., Boland, M. et al. A unified catalog of 204,938 reference genomes from the human gut microbiome. Nat Biotechnol 39, 105–114 (2021). https://doi.org/10.1038/s41587-020-0603-3

2. Nayfach, S., Páez-Espino, D., Call, L. et al. Metagenomic compendium of 189,680 DNA viruses from the human gut microbiome. Nat Microbiol 6, 960–970 (2021). https://doi.org/10.1038/s41564-021-00928-6

3. Nishijima S, Stankevic E, Aasmets O, et al. Fecal microbial load is a major determinant of gut microbiome variation and a confounder for disease associations. Cell, 2025, 188(1): 222-236. e15.  https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.10.022