TW202102684A - 診斷疾病之方法 - Google Patents

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保羅 奧圖爾
費格斯 沙納漢
伊恩 傑弗瑞
艾琳 奧赫里希
阿努巴夫 達斯
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愛爾蘭商４Ｄ製藥科克有限公司
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Abstract

本申請案提供用於診斷IBS之新的且改良的方法。

Description

診斷疾病之方法
本發明係關於診斷領域，且具體而言腸躁症候群(IBS)之診斷。
腸躁症候群(IBS)為影響消化系統之常見疾患。全球流行病學研究之結果顯示，IBS在3%至30%的人群中存在，不同國家之間沒有共同趨勢(1)。症狀包括痙攣、腹脹、腹瀉及便秘，並在很長一段時間內(通常為數年)發生。IBS患者常見諸如焦慮、重度抑鬱及慢性疲勞症候群之症狀。目前尚未知IBS之治癒方法，且治療通常係為了改善症狀而進行。治療可包括飲食變化、用藥、益生菌及/或心理輔導。通常被建議作為治療方法之飲食措施包括：增加可溶性纖維攝入量；無麩質飲食；或短期低可發酵寡醣、雙醣、單醣及多元醇(FODMAP)的飲食。用藥洛哌丁胺(loperamide)用於幫助治療腹瀉，而瀉藥用於幫助治療便秘。抗抑鬱劑可改善整體症狀及疼痛。像大多數慢性非傳染性病症一樣，IBS似乎為異質性的(2)。其嚴重程度範圍從惱人的腸紊亂到社交失能，伴有明顯的症狀異質性(3)。儘管經常被視為腦-腸軸之病症(4,5)，但尚不清楚IBS是起於腸，還是起於腦，還是起於兩者。感染後IBS (6)之發生表明，一部分病例起始於終末器官(end-organ)，但具有易感性風險因素，其中一些可為社會心理因素。微生物體科學之進步，以及出現針對微生物相對神經發育及可能對行為的影響不斷變化之證據，將心/身聯繫之概念拓寬成涵蓋微生物相-腸-腦軸(7)。
但是，理解及治療IBS之進步受到不存在可靠的生物標誌物的限制，且IBS仍藉由症狀來定義。目前，使用羅馬準則(Rome criteria)對胃腸道(GI)疾病諸如IBS進行正規化。使用羅馬準則診斷IBS係基於患者係否有與IBS相關之症狀。這些準則由功能性胃腸病症專家組(稱為羅馬共識委員會(Rome Consensus Commission))建立，以開發及提供研究指導。它們已在五個單獨版本中進行了更新，以使它們在研究之外更相關，且有助於改善臨床試驗(1, 8)。但是，一項研究(1)之結果表明，IBS之盛行率取決於所採用之羅馬準則之版本；後來的版本表現出群體中之IBS盛行率較低。
用於診斷IBS之其他準則包括：WONCA準則，其涉及其他器質病之排除；及DSM (精神病症診斷及統計手冊(Diagnostic and Statistical Manual for Mental Disorders))。在此，診斷前所包括之分析很少，只有例外情況下才進行專家檢查(1)。研究了與對照(非IBS)組相比，患有IBS之患者中之腸微生物相改變(9,10,11,12)。微生物體與飲食、抗生素及腸道感染(可能全部都涉及IBS)之相互作用與微生物體改變可能激活或延長症候群之病理生理機制之假說相符(13,14)。已發現生物標誌物與IBS相關，其為定義不基於臨床症狀之IBS亞群體提供了更大靈活性(1)。然而，缺乏將IBS患者與對照分開且有助於告知療法的健全的微生物體識別標誌(signature)或生物標誌物，但是提出了IBS嚴重程度之識別標誌(12)。此外，迄今為止，大多數微生物相研究均採用16S rRNA分析，且不分析細菌代謝物。
羅馬準則亦用於對IBS亞型進行分類。當前，IBS亞型由羅馬準則(15)定義。此等亞型為IBS-C、IBS-D及IBS-M。IBS-C為便秘型IBS，其中大便類型1及2 (根據布里斯托大便圖表(Bristol stool chart))之存在時間多於25%，且大便類型6及7之存在時間少於25%。IBS-D為腹瀉型IBS，其中大便類型1及2之存在時間少於25%，且大便類型6及7之存在時間多於25%。IBS-M為存在IBS-C及IBS-D之混合的IBS，其中大便類型1、2、6及7之存在時間多於25%，且被稱為混合型IBS。儘管此等分類可以確立便秘勝於腹瀉型及腹瀉勝於便秘型，但鑒於疾病之異質性以及患者在給定時間段內自一種亞型分類轉變為另一亞型分類之趨勢，它們對於IBS之長期治療來說不是很有用(16)。當前方法具有顯著的局限性，包括未能告知有時在幾天之內在亞型之間交替的患者之治療方法(17)。對於此種疾病需要更多的瞭解，且像其他腸相關疾病一樣，腸微生物相中之變化可能標誌著疾病模式之變化(18)。此外，腹瀉或便秘之形式可以多種多樣。如果對誤分類之患者開具處方，則經設計以應對截然相反症狀的藥劑可能產生嚴重的非所要的不良作用(19)。令人感興趣的是患有IBS之患者之微生物體之改變以及與IBS症狀的相關性(若存在)。但是，根據羅馬準則，IBS亞型(IBS-C、IBS-D、IBS-M)不可用於區分診斷為IBS之患者之不同微生物體。
需要用於診斷腸病症諸如IBS之進一步且改良的方法，包括各種IBS亞型之診斷。
本發明開發了用於診斷IBS之新的且改良的方法。對患者及對照(非IBS)個體中之微生物、代謝物組(metabolome)及基因途徑之全面且詳細的分析允許對新的疾病指標進行鑑別。因此，本發明提供一種診斷患者中之IBS之方法，其包含偵測：與IBS相關之分類群之細菌菌株；參與與IBS相關之途徑中的微生物基因；及/或與IBS相關之代謝物。發明人亦開發了用於對患有IBS之患者進行分層之新的且改良的方法。因此，本發明提供一種基於微生物體將IBS患者分類為亞組之方法，其包含偵測：與IBS亞組相關之分類群之細菌菌株及/或與IBS亞組相關之代謝物。
作為 IBS 之預測特徵之細菌分類群
如實例中所說明，發明人已鑑別出預測IBS的細菌分類群。因此，本發明提供用於診斷IBS之方法，其包含偵測某些細菌分類群之存在。如下所詳述，本發明中所用之細菌分類群可參考16S rRNA基因序列來定義，或本發明可使用林奈分類法(Linnaean taxonomy)。可使用演化支特有的細菌基因、16S序列、轉錄組學、代謝物組學或此類技術之組合來偵測分類群中任一類目之細菌。較佳地，此等方法包含偵測患者之糞便樣品中之細菌(即一或多種細菌菌株)。替代地，可偵測諸如拭子之口腔樣品之細菌。通常，在本發明之方法中偵測與IBS相關之細菌分類群包含量測樣品中之細菌之相對豐度，例如相對於對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測細菌種，細菌種可包括以下屬中之一或多者：放線菌屬(Actinomyces )、震顫桿菌屬(Oscillibacter )、副普雷沃菌屬(Paraprevotella )、毛螺菌科屬(Lachnospiraceae )、韋榮球菌科屬(Erysipelotrichaceae )及糞球菌屬(Coprococcus )。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測屬於選自由以下組成之群之屬之細菌菌株：埃希氏桿菌屬(Escherichia )、梭菌屬(Clostridium )、鏈球菌屬(Streptococcus )、副擬桿菌屬(Parabacteroides )、Turicibacter 、真桿菌屬(Eubacterium )、擬桿菌屬(Bacteroides )、克雷伯氏菌屬(Klebsiella )、假黃桿菌屬(Pseudoflavonifractor )及腸球菌屬(Enterococcus )。在一個具體實施例中，細菌種屬於放線菌屬。在一個具體實施例中，細菌種屬於震顫桿菌屬。在一個具體實施例中，細菌種屬於副普雷沃菌屬。在一個具體實施例中，細菌種屬於毛螺菌科屬。在一個具體實施例中，細菌種屬於韋榮球菌科屬。在一個具體實施例中，細菌種屬於糞球菌屬。在一個具體實施例中，細菌種屬於埃希氏桿菌屬。在一個具體實施例中，細菌種屬於梭菌屬。在一個具體實施例中，細菌種屬於鏈球菌屬。在一個具體實施例中，細菌種屬於副擬桿菌屬。在一個具體實施例中，細菌種屬於Turicibacter 。在一個具體實施例中，細菌種屬於真桿菌屬。在一個具體實施例中，細菌種屬於擬桿菌屬。在一個具體實施例中，細菌種屬於克雷伯氏菌屬。在一個具體實施例中，細菌種屬於假黃桿菌屬。在一個具體實施例中，細菌種屬於腸球菌屬。在較佳實施例中，本發明之方法包含偵測表1中列出之屬中之多於一者之細菌(即一或多種細菌菌株)，諸如偵測放線菌屬、震顫桿菌屬、副普雷沃菌屬、毛螺菌科屬、韋榮球菌科屬及糞球菌屬之細菌。在某些實施例中，可使用演化支特有的細菌基因、16S序列、轉錄組學或代謝物組學來偵測細菌(即一或多種細菌菌株)。在任何此等實施例中，偵測細菌包含量測樣品中之細菌之相對豐度，例如相對於對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值。實例表明，此類方法特別有效。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測選自以下之一或多種細菌種：活潑瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus )、靈巧糞球菌(Coprococcus catus )、腸道巴恩斯氏菌(Barnesiella intestinihominis )、人結腸厭氧棍狀菌(Anaerotruncus colihominis )、挑剔真桿菌(Eubacterium eligens )、共生梭菌(Clostridium symbiosum )、食葡糖羅斯拜瑞氏菌(Roseburia inulinivorans )、克拉副普雷沃菌(Paraprevotella clara )、酸奶瘤胃球菌(Ruminococcus lactaris )、奇特龍梭菌(Clostridium citroniae )、柔嫩梭菌(Clostridium leptum )、布氏瘤胃球菌(Ruminococcus bromii )、多形擬桿菌(Bacteroides thetaiotaomicron )、兩形真桿菌(Eubacterium biforme )、青春雙岐桿菌(Bifidobacterium adolescentis )、狄氏副擬桿菌(Parabacteroides distasonis )、非黏小類桿菌(Dialister invisus )、糞便擬桿菌(Bacteroides faecis )、穗狀丁酸弧菌(Butyrivibrio crossotus )、系結梭菌(Clostridium nexile )、解纖維擬桿菌(Bacteroides cellulosilyticus )、多毛假黃桿菌(Pseudoflavonifractor capillosus )、咽峽炎鏈球菌(Streptococcus anginosus )、血鏈球菌(Streptococcus sanguinis )、脫硫脫硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans )及/或多枝梭菌(Clostridium ramosum )。在某些實施例中，本發明之方法包含偵測上文清單之二或更多種種，諸如至少5、10、15、20種或所有種。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測一或多種細菌菌株，該一或多種細菌菌株可選自由以下組成之清單：毛螺菌科細菌3_1_46FAA 、毛螺菌科細菌7_1_58FAA 、毛螺菌科細菌1_4_56FAA 、毛螺菌科細菌2_1_58FAA 、糞球菌屬ART55_1 、另枝菌屬AP11 及/或擬桿菌種1_1_6 、或對應菌株諸如具有與參考細菌之16S rRNA基因序列有至少95%、96%、97%、98%、99%、99.5%或99.9%一致性之16S rRNA基因序列的菌株。在某些實施例中，本發明之方法包含偵測上文清單之二或更多種細菌，諸如至少3、4、5種或所有細菌。在任何此等實施例中，偵測細菌包含量測樣品中之細菌之相對豐度，例如相對於對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值。在某些實施例中，可使用演化支特有的細菌基因、16S序列、轉錄組學或代謝物組學來偵測細菌(即一或多種細菌菌株)。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測選自以下之一或多種細菌種：口頰普雷沃菌(Prevotella buccalis )、白痢丁酸鏈球菌(Butyricicoccus pullicaecorum )、細長顆粒鏈菌(Granulicatella elegans )、多毛假黃桿菌、多枝梭菌、血鏈球菌、奇特龍梭菌、脫硫脫硫弧菌、皮氏嗜血桿菌(Haemophilus pittmaniae )、克拉副普雷沃菌、咽峽炎鏈球菌、人結腸厭氧棍狀菌、共生梭菌、多酸光崗菌(Mitsuokella multacida )、系結梭菌、發酵乳桿菌(Lactobacillus fermentum )、兩形真桿菌、柔嫩梭菌、嗜果膠擬桿菌(Bacteroides pectinophilus )、靈巧糞球菌、挑剔真桿菌、食葡糖羅斯拜瑞氏菌、糞便擬桿菌、腸道巴恩斯氏菌、多形擬桿菌(Bacteroides thetaiotaomicron )、布氏瘤胃球菌、活潑瘤胃球菌、酸奶瘤胃球菌、狄氏副擬桿菌、穗狀丁酸弧菌、解纖維擬桿菌、青春雙岐桿菌及/或非黏小類桿菌。在某些實施例中，本發明之方法包含偵測上文清單之二或更多種種，諸如至少5、10、15、20種或所有種。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測一或多種細菌菌株，該一或多種細菌菌株可選自由以下組成之清單：毛螺菌科細菌2_1_58FAA 、毛螺菌科細菌7_1_58FAA 、毛螺菌科細菌1_4_56FAA 、毛螺菌科細菌3_1_46FAA 、另枝菌屬AP11 、擬桿菌種1_1_6 及/或糞球菌屬ART55_1 、或對應菌株諸如具有與參考細菌之16S rRNA基因序列有至少95%、96%、97%、98%、99%、99.5%或99.9%一致性之16S rRNA基因序列的菌株。在某些實施例中，本發明之方法包含偵測上文清單之二或更多種細菌，諸如至少3或4種或所有細菌。在任何此等實施例中，偵測細菌包含量測樣品中之細菌(即一或多種細菌菌株)之相對豐度，例如相對於對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值。在某些實施例中，可使用演化支特有的細菌基因、16S序列、轉錄組學或代謝物組學來偵測細菌(即一或多種細菌菌株)。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測屬於與IBS相關之操作分類單元(OTU)之一或多種細菌菌株。如此項技術中所已知，操作分類單元(OTU)為用於對密切相關個體之群進行分類的操作定義。如本文所用，「OTU」為藉由特有的分類學標誌基因之DNA序列相似性進行分組的一組生物(49)。在一些實施例中，特有的分類學標誌基因為16S rRNA基因。在一些實施例中，核糖體資料庫項目(Ribosomal Database Project；RDP)分類學分類器用於為代表性OTU序列分配分類。例如，表12中之序列資訊可用於分類細菌(即一或多種細菌菌株)是否屬於表11中所列出之OTU。與表12中之序列具有至少97%序列一致性之細菌屬於表11中之對應OTU。在較佳實施例中，OTU選自表1、11及/或12。在任何此等實施例中，偵測細菌包含量測樣品中之細菌(即一或多種細菌菌株)之相對豐度，例如相對於對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值。
在某些實施例中，細菌種屬於基於序列之分類群。在較佳實施例中，基於序列之分類群選自表1-3。
在一個實施例中，預測IBS的細菌種或菌株在患有IBS之患者中較豐富。在一個具體實施例中，本發明之方法包含量測細菌種或菌株之豐度，其中增加之豐度與IBS相關，並且其中菌株或種選自：活潑瘤胃球菌、毛螺菌科細菌3_1_46FAA 、毛螺菌科細菌7_1_58FAA 、人結腸厭氧棍狀菌、毛螺菌科細菌1_4_56FAA 、共生梭菌、奇特龍梭菌、毛螺菌科細菌2_1_58FAA 、系結梭菌及/或多枝梭菌。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測患有IBS之患者中較豐富的一或多種細菌種或菌株。在某些實施例中，本發明之方法包含偵測上文清單之二或更多種種或菌株，諸如至少5、10、15、20種或所有種。
在一個實施例中，預測IBS的細菌種在患有IBS之患者中顯著較豐富。在一個較佳實施例中，在患有IBS之患者中顯著較豐富的預測IBS的細菌種為活潑瘤胃球菌及/或毛螺菌科種(Lachnospiraceae spp )。
在一個實施例中，預測IBS的細菌種或菌株在患有IBS之患者中較不豐富。在一個具體實施例中，本發明之方法包含量測細菌種或菌株之豐度，其中降低之豐度與IBS相關，並且其中菌株或種選自：尖銳糞球菌、腸道巴恩斯氏菌、挑剔真桿菌、克拉副普雷沃菌、酸奶瘤胃球菌、兩形真桿菌及/或糞球菌屬ART55_1 。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測一或多種在患有IBS之患者中較不豐富的細菌種或菌株。
在一個實施例中，預測IBS的細菌種在患有IBS之患者中顯著較不豐富。在一個較佳實施例中，在患有IBS之患者中顯著較不豐富的預測IBS的細菌種為腸道巴恩斯氏菌及/或尖銳糞球菌。
在一個具體實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測選自表2之預測IBS的細菌分類群：在某些實施例中，預測IBS的細菌分類群在患有IBS之患者中顯著較豐富，例如，如表2及/或表3所示。在其他實施例中，預測IBS的細菌分類群在患有IBS之患者中顯著較不豐富，例如，如表2及/或表3所示。
在一個實施例中，預測IBS的細菌種或菌株在患有IBS之患者中為差異豐富的。在一個具體實施例中，本發明之方法包含量測細菌種之豐度，其中差異性豐度與IBS相關，且其中種選自：活潑瘤胃球菌、鮑氏梭菌(Clostridium_bolteae )、人結腸厭氧棍狀菌、普氏黃桿菌(Flavonifractor plautii )、梭狀梭菌(Clostridium clostridioforme )、哈氏梭菌(Clostridium hathewayi )、共生梭菌、扭鏈瘤胃球菌(Ruminococcus torques )、塞內加爾另枝菌(Alistipes senegalensis )、人體普雷沃菌(Prevotella copri )、遲緩埃格特菌(Eggerthella lenta )、天門冬形梭菌(Clostridium asparagiforme )、腸道巴恩斯氏菌、奇特龍梭菌、挑剔真桿菌、多枝梭菌、靈巧糞球菌、兩形真桿菌、酸奶瘤胃球菌、馬賽擬桿菌(Bacteroides massiliensis )、副流感嗜血桿菌(Haemophilus parainfluenzae )、系結梭菌、無害梭菌(Clostridium innocuum )、溶木聚糖擬桿菌(Bacteroides xylanisolvens )、產甲酸草酸桿菌(Oxalobacter formigenes )、腐生另枝菌(Alistipes putredinis )、克拉副普雷沃菌及/或內臟臭氣桿菌(Odoribacter splanchnicus )。在一個具體實施例中，本發明之方法包含量測細菌菌株之豐度，其中差異性豐度與IBS相關，且其中菌株選自：梭菌目(Clostridiales )細菌1 7 47FAA 、毛螺菌科細菌1 4 56FA 、毛螺菌科細菌5 1 57FAA 、毛螺菌科細菌3 1 46FAA 、毛螺科菌7 1 58FAA 、糞球菌種ART55 1 、毛螺菌科細菌3 1 57FAA CT1 、毛螺菌科細菌2 1 58FAA 及/或真桿菌屬3 1 31 。在某些實施例中，可使用演化支特有的細菌基因、16S序列、轉錄組學或代謝物組學來偵測細菌(即一或多種細菌菌株)。
在一個實施例中，預測IBS的細菌種或菌株在患有IBS之患者中為差異豐富的。在一個具體實施例中，本發明之方法包含量測細菌種之豐度，其中差異性豐度與IBS相關，且其中種選自：大腸桿菌(Escherichia coli )、咽峽炎鏈球菌、約氏副擬桿菌(Parabacteroides johnsonii )、格氏鏈球菌(Streptococcus gordonii )、鮑氏梭菌、血蘇黎士桿菌(Turicibacter sanguinis )、xylaniphila 副普雷沃菌、變形鏈球菌(Streptococcus mutans )、平常擬桿菌(Bacteroides plebeius )、梭狀梭菌、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae )、哈氏梭菌、脆弱擬桿菌(Bacteroides fragilis )、解糖腖普雷沃菌(Prevotella disiens )、柔嫩梭菌、多毛假黃桿菌、腸擬桿菌(Bacteroides intestinalis )、糞腸球菌(Enterococcus faecalis )、嬰兒鏈球菌(Streptococcus infantis )、沙氏另枝菌(Alistipes shahii )、天門冬形梭菌、共生梭菌及/或血鏈球菌。在一個具體實施例中，本發明之方法包含量測細菌菌株之豐度，其中差異性豐度與IBS相關，且其中菌株選自：梭菌目細菌1 7 47FAA 、真桿菌屬3 1 31 、毛螺菌科細菌5 1 57FAA 、梭菌科細菌JC118 和/或毛螺菌科細菌1 4 56FA 。 在某些實施例中，可使用演化支特有的細菌基因、16S序列、轉錄組學或代謝物組學來偵測細菌(即一或多種細菌菌株)。
在一個實施例中，患有IBS之患者之糞便微生物相α多樣性降低。在一個實施例中，患有IBS之患者之個體內微生物相多樣性降低。在一個實施例中，患有患有IBS之患者之糞便微生物相α多樣性顯著低於非IBS患者。在一個實施例中，患有IBS之患者個體內微生物相多樣性顯著低於非IBS患者。在另一個實施例中，IBS臨床亞型之間的微生物相α多樣性沒有顯著不同。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測屬於與IBS相關之操作分類單元(OTU)之一或多種細菌菌株。在較佳實施例中，OTU選自表11。在一個實施例中，與IBS相關之OTU經分類為屬於厚壁菌門(Firmicutes phylum)。在一個具體實施例中，與IBS相關之OTU經分類為屬於梭菌綱(Clostridia class)。在一個具體實施例中，與IBS相關之OTU經分類為屬於梭菌目(Clostridiales order)。在一個具體實施例中，與IBS相關之OTU經分類為屬於梭菌目毛螺菌科或瘤胃球菌科。在一個具體實施例中，與IBS相關之OTU經分類為屬於丁酸鏈球菌屬。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測屬於表11中所列出之一或多個OTU的細菌菌株：表12中之序列可用於將細菌分類為屬於表11中所列出之OTU。與表12中之序列具有至少97%序列一致性之細菌(即一或多種細菌菌株)屬於表11中之對應OTU。比對在序列之長度上進行。在Metaphlan2及HUMAnN2運行中，使用bowtie 2進行種組成之比對。Bowtie 2係以「非常敏感的引數」運行，且比對方式為「全域比對」。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測與SEQ ID No:1有至少97% (例如98%、99%、99.5%或100%)一致性之16S rRNA基因序列之細菌(即一或多種細菌菌株)。在某些此等實施例中，細菌經分類為屬於毛螺菌科。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測與SEQ ID No:2有至少97% (例如98%、99%、99.5%或100%)一致性之16S rRNA基因序列之細菌(即一或多種細菌菌株)。在某些此等實施例中，細菌經分類為屬於厚壁菌門。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測與SEQ ID No:3有至少97% (例如98%、99%、99.5%或100%)一致性之16S rRNA基因序列之細菌(即一或多種細菌菌株)。在某些此等實施例中，細菌經分類為屬於丁酸鏈球菌屬。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測與SEQ ID No:4有至少97% (例如98%、99%、99.5%或100%)一致性之16S rRNA基因序列之細菌(即一或多種細菌菌株)。在某些此等實施例中，細菌經分類為屬於毛螺菌科。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測與SEQ ID No:5有至少97% (例如98%、99%、99.5%或100%)一致性之16S rRNA基因序列之細菌(即一或多種細菌菌株)。在某些此等實施例中，細菌經分類為屬於梭菌目。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測與SEQ ID No:6有至少97% (例如98%、99%、99.5%或100%)一致性之16S rRNA基因序列之細菌(即一或多種細菌菌株)。在某些此等實施例中，細菌經分類為屬於瘤胃球菌科。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測與SEQ ID No:7有至少97% (例如98%、99%、99.5%或100%)一致性之16S rRNA基因序列之細菌(即一或多種細菌菌株)。在某些此等實施例中，細菌經分類為屬於瘤胃球菌科。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測與SEQ ID No:8有至少97% (例如98%、99%、99.5%或100%)一致性之16S rRNA基因序列之細菌(即一或多種細菌菌株)。在某些此等實施例中，細菌經分類為屬於厚壁菌門。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測與SEQ ID No:9有至少97% (例如98%、99%、99.5%或100%)一致性之16S rRNA基因序列之細菌(即一或多種細菌菌株)。在某些此等實施例中，細菌經分類為屬於瘤胃球菌科。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測與SEQ ID No:10有至少97% (例如98%、99%、99.5%或100%)一致性之16S rRNA基因序列之細菌(即一或多種細菌菌株)。在某些此等實施例中，細菌經分類為屬於毛螺菌科。
在較佳實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測與SEQ ID No:1-10 (諸如SEQ ID No:1-10中之5、8或所有)具有至少97% (例如98%、99%、99.5%或100%)一致性之16S rRNA基因序列之不同細菌(即一或多種細菌菌株)。 作為 IBS 之預測因子之途徑改變
發明人已鑑別出，某些途徑在患有IBS之患者之微生物相之基因體中過量或不足。因此，本發明提供用於基於基因、途徑、攜帶此等基因之細菌之存在或豐度來診斷IBS之方法。診斷方法包含偵測參與一或多個本文所鑑別之途徑之基因，可對於用於不同的患者群體來說特別有用，因為不同的患者群體可能具有不同的微生物體群體。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測參與選自表4中之清單之一或多個途徑的微生物基因。在某些實施例中，參與表4中所列舉之途徑的基因之存在或相對於對照(非IBS)個體增加之豐度與IBS相關。在一個較佳實施例中，該方法包含偵測參與胺基酸生物合成/降解途徑之基因。資料表明，這些途徑在患有IBS之患者中顯著較豐富。在一個較佳實施例中，該方法包含偵測參與澱粉降解V途徑之基因。資料表明，此等基因在患有IBS之患者中顯著較豐富。在另一個實施例中，在患有IBS之患者中顯著較豐富的基因與毛螺菌科及瘤胃球菌屬相關。在某些實施例中，本發明之方法包含偵測參與表4中之至少2、5、10、15、20或30種途徑的基因。在任何此等實施例中，偵測基因包含量測樣品中之基因或攜帶該等基因之細菌之相對豐度，例如相對於來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值。在某些實施例中，藉由偵測樣品中之代謝物來偵測微生物基因之存在。在某些實施例中，藉由偵測已知攜帶微生物基因之細菌分類群來偵測微生物基因之存在。
在其他實施例中，參與途徑(例如，如表4所示)之基因之豐度相對於對照(非IBS)個體不存在或降低與IBS相關。在一個較佳實施例中，偵測參與半乳糖降解、硫酸鹽還原、硫酸鹽同化及半胱胺酸生物合成途徑之基因。資料表明，這些途徑在患有IBS之患者中顯著較不豐富。在一個具體實施例中，指示硫代謝之途徑在患有IBS之患者中較不豐富。在任何此等實施例中，偵測基因包含量測樣品中之基因或攜帶該等基因之細菌之相對豐度，例如相對於來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值。
在某些實施例中，包含偵測參與途徑之基因是否存在或相對豐度的方法包含偵測來自患者之樣品中之核酸序列。另外或替代地，該等方法包含偵測已知攜帶相關途徑之基因的細菌種。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測相對於對照(非IBS)個體之預測IBS的一或多個途徑之差異性豐度。在一個具體實施例中，相對於對照(非IBS)個體，IBS中之腺苷核糖核苷酸從頭生物合成功能途徑為差異豐富的。在一個較佳實施例中，相對於對照(非IBS)個體，IBS患者中之腺苷核糖核苷酸從頭生物合成功能途徑較豐富。 作為 IBS 之預測因子之代謝物組改變
發明人已鑑別出與IBS相關之代謝物，且本發明提供用於診斷IBS之方法，其包含偵測此類代謝物。包含偵測本文中鑑別之代謝物之診斷方法可對於用於不同的患者群體來說特別有用，因為不同的患者群體可能具有不同的微生物體群體，但是就可偵測之代謝物而言可能較一致。通常，在本發明之方法中偵測與IBS相關之代謝物包含量測樣品中代謝物的濃度或量測代謝物之濃度變化，以及視情況將濃度與來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值進行比較。在一些實施例中，在本發明之方法中偵測與IBS相關之代謝物包含量測代謝物之前驅物之濃度，以及視情況將濃度與來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值進行比較。在一些實施例中，在本發明之方法中偵測與IBS相關之代謝物包含量測代謝物之分解產物之濃度，以及視情況將濃度與來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值進行比較。在某些實施例中，該方法包含偵測已知產生預測IBS的代謝物之細菌分類群。 作為 IBS 之預測因子之尿液代謝物組改變
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測尿液代謝物，尿液代謝物可包含以下中之一或多者：A 80987、Ala-Leu-Trp-Gly、苜蓿酸3-O-b-D-葡萄糖醛酸苷及/或(-)-表沒食子兒茶素硫酸盐。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測選自表5中之清單之一或多種尿液代謝物。在任何此等實施例中，偵測代謝物包含量測樣品中之代謝物之濃度，例如相對於來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值。在其他實施例中，偵測代謝物包含量測樣品中之代謝物之濃度，且相對於各樣品中之尿液肌酸酐水準對濃度進行正規化。在一些實施例中，該方法包含偵測上述代謝物之前驅物或分解產物。在一個實施例中，將機器學習應用於尿液代謝物組資料以診斷IBS。
在一個具體實施例中，該方法包含偵測腺苷，諸如量測樣品中之腺苷濃度。實例表明，相對於對照(非IBS)個體，IBS患者中腺苷較豐富。因此，腺苷水準相對於健康對照增加指示IBS。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測一或多種尿液代謝物，與健康對照(即來自一或多個未患有IBS之個體)相比，該一或多種尿液代謝物在患有IBS之患者中為差異豐富的。在一個實施例中，在患有IBS之患者中為差異豐富的一或多種尿液代謝物為：N-十一醯基甘胺酸、γ-麩胺醯基-半胱胺酸、Alloathyriol、Trp-Ala-Pro、A 80987、苜蓿酸3-O-b-D-葡萄糖醛酸苷、Ala-Leu-Trp-Gly、琥珀酸氫布醯胺、(-)-表兒茶素硫酸鹽、1,4,5-三甲基-萘、五羥黃酮(Tricetin) 3'-甲醚7,5'-二葡萄糖醛酸苷、托拉塞米(Torasemide)、(-)-表沒食子兒茶素硫酸鹽、十二烷二醯基肉鹼、1,6,7-三甲基萘、四氫吡啶二羧酸酯(Tetrahydrodipicolinate)、Sumiki氏酸、矽酸、飛燕草素3-(6''-O-4-蘋果單醯基-葡萄糖苷基)-5-葡萄糖苷、L-精胺酸、白胺醯基-甲硫胺酸、Phe-Gly-Gly-Ser、Gln-Met-Pro-Ser、肌酸酐、Ala-Asn-Cys-Gly、2-羥基-2-(羥甲基)-2H-哌喃-3(6H)-酮、硫乙哌丙嗪、5-((2-碘乙醯胺基)乙基)-1-胺基萘硫酸鹽、dCTP、異白胺醯基-脯胺酸、3,4-亞甲基癸二酸、二甲基烯丙基焦磷酸酯/異戊烯基焦磷酸酯、(4-羥基苯甲醯基)膽鹼、二氮嗪、3,5-二-O-沒食子醯基-1,4-半乳糖二酸內酯、2-羥基吡啶、癸醯基肉鹼、Asp-Met-Asp-Pro、3-甲基二氧吲哚、(1S,3R,4S)-3,4-二羥基環己烷-1-甲酸酯、Ala-Lys-Phe-Cys、3-吲哚羥丙酸、[FA (18:0)] N-(9Z-十八烯醯基)-牛磺酸、阿魏酸4-硫酸鹽、尿素、N-羧乙醯基-D-苯基丙胺酸、4-甲氧基苯基乙醇硫酸鹽、UDP-4-脫氫-6-去氧-D-葡萄糖、甲酸芳樟酯、去甲基橄欖苦苷、5'-鳥苷基-亞甲基-三磷酸酯、壬酸烯丙酯、辛酸2-苯乙酯、β-纖維雙醣、D-半乳哌喃糖基-(1-＞3)-D-半乳哌喃糖基-(1-＞3)-L-阿拉伯糖、Cys-Phe-Phe-Gln、馬尿酸、Cys-Pro-Pro-Tyr、Met-Met-Thr-Trp、甲基膦酸酯、3'-唾液酸乳糖胺、2,4,6-辛三酸、飛燕草素3-O-3'',6''-O-二丙二醯葡萄糖苷、L-纈胺酸、Met-Met-Cys、半胱胺醯基-半胱胺酸、(全部-E)-1,8,10-十七碳三烯-4,6-二炔-3,12-二醇、L-離胺酸、三甲基乙醯基肉鹼、Lenticin、苯酚葡萄糖醛酸苷、酪胺醯基-半胱胺酸、紫萁內酯(Osmundalin)、四氫醛固酮-3-葡萄糖醛酸苷、N-甲基吡啶、L-脯胺醯基-L-脯胺酸、戊二醯肉鹼、[FA (15:4)] 6,8,10,12-十五碳四烯醛、甲基雙降生物素酮、乙偶姻、LysoPC(18:2(9Z,12Z))、2-呋喃甲酸己酯、N-胺甲醯基-L-麩胺酸酯、L-高絲胺酸、L-天冬醯胺、甲基巴豆醯肉鹼、胸腺嘧啶、3-羥基吡啶、二琥珀酸甲萘醌、9-癸醯肉鹼、硫酸鄰苯二酚、景天庚酮糖酐、(+)-γ-羥基-L-高精胺酸、甲硫噠嗪、Cys-Glu-Glu-Glu、異紫花前胡內酯芸香糖苷、L-絲胺酸、L-尿膽素原、異丁醯甘胺酸、S-腺苷基同型半胱胺酸、2,3-二辛醯基甘油醯胺、3-甲氧基-4-羥基苯乙二醇葡萄糖醛酸苷、磺乙基半胱胺酸、羥基苯乙醯甘胺酸、吡咯啉羥基甲酸、1-(α-甲基-4-(2-甲基丙基)苯乙酸酯)-β-D-糖代哌喃糖醛酸、2-乙酸甲基丁酯、N1-甲基-4-吡啶酮-3-甲醯胺、皮固醇四醇-3-葡萄糖醛酸苷、Asn-Cys-Gly、N6,N6,N6-三甲基-L-離胺酸、苄胺、5-羥基-L-色胺酸、蜜環菌酸、白胺酸/異白胺酸、2-丁基苯并噻唑、D-景天庚酮糖7-磷酸鹽、[Fv二甲氧基,甲基(9:1)](2S)-5,7-二甲氧基-3',4'-亞甲二氧基黃酮、側氧基己二酸、Thr-Cys-Cys、肌酸、羥丁酸肉鹼、5'-脫氫腺苷、Phe-Thr-Val、dUDP、L-麩醯胺及/或山奈酚3-(2'',3''-二乙醯-4''-對香豆醯基鼠李糖苷)。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測一或多種預測IBS的尿液代謝物。在一個實施例中，預測IBS的尿液代謝物選自：N-十一醯基甘胺酸、γ-麩胺醯基-半胱胺酸、Alloathyriol、Trp-Ala-Pro、A 80987、苜蓿酸3-O-b-D-葡萄糖醛酸苷、Ala-Leu-Trp-Gly、琥珀酸氫布醯胺、(-)-表兒茶素硫酸盐、1,4,5-三甲基-萘、五羥黃酮3'-甲醚7,5'-二葡萄糖醛酸苷、托拉塞米、(-)-表沒食子兒茶素硫酸盐、十二烷二醯基肉鹼、1,6,7-三甲基萘、四氫吡啶二羧酸酯、Sumiki氏酸、矽酸、飛燕草素3-(6''-O-4-蘋果單醯基-葡萄糖苷基)-5-葡萄糖苷、L-精胺酸、白胺醯基-甲硫胺酸、Phe-Gly-Gly-Ser、Gln-Met-Pro-Ser、肌酸酐、Ala-Asn-Cys-Gly、2-羥基-2-(羥甲基)-2H-哌喃-3(6H)-酮、硫乙哌丙嗪、5-((2-碘乙醯胺基)乙基)-1-胺基萘硫酸鹽、dCTP、異白胺醯基-脯胺酸、3,4-亞甲基癸二酸、二甲基烯丙基焦磷酸酯/異戊烯基焦磷酸酯、(4-羥基苯甲醯基)膽鹼、二氮嗪、3,5-二-O-沒食子醯基-1,4-半乳糖二酸內酯、2-羥基吡啶、癸醯基肉鹼、Asp-Met-Asp-Pro、3-甲基二氧吲哚、(1S,3R,4S)-3,4-二羥基環己烷-1-甲酸酯、Ala-Lys-Phe-Cys、3-吲哚羥丙酸、[FA (18:0)] N-(9Z-十八烯醯基)-牛磺酸、阿魏酸4-硫酸鹽、尿素、N-羧乙醯基-D-苯基丙胺酸、4-甲氧基苯基乙醇硫酸鹽、UDP-4-脫氫-6-去氧-D-葡萄糖、甲酸芳樟酯、去甲基橄欖苦苷、5'-鳥苷基-亞甲基-三磷酸酯、壬酸烯丙酯、辛酸2-苯乙酯、β-纖維雙醣、D-半乳哌喃糖基-(1-＞3)-D-半乳哌喃糖基-(1-＞3)-L-阿拉伯糖、Cys-Phe-Phe-Gln、馬尿酸、Cys-Pro-Pro-Tyr、Met-Met-Thr-Trp、甲基膦酸酯、3'-唾液酸乳糖胺、2,4,6-辛三酸、飛燕草素3-O-3'',6''-O-二丙二醯葡萄糖苷、L-纈胺酸、Met-Met-Cys、半胱胺醯基-半胱胺酸、(全部-E)-1,8,10-十七碳三烯-4,6-二炔-3,12-二醇、L-離胺酸、三甲基乙醯基肉鹼、Lenticin、苯酚葡萄糖醛酸苷、酪胺醯基-半胱胺酸、紫萁內酯、四氫醛固酮-3-葡萄糖醛酸苷、N-甲基吡啶、L-脯胺醯基-L-脯胺酸、戊二醯肉鹼、[FA (15:4)] 6,8,10,12-十五碳四烯醛、甲基雙降生物素酮、乙偶姻、LysoPC(18:2(9Z,12Z))、2-呋喃甲酸己酯、N-胺甲醯基-L-麩胺酸酯、L-高絲胺酸、L-天冬醯胺、甲基巴豆醯肉鹼、胸腺嘧啶、3-羥基吡啶、二琥珀酸甲萘醌、9-癸醯肉鹼、硫酸鄰苯二酚、景天庚酮糖酐、(+)-γ-羥基-L-高精胺酸、甲硫噠嗪、Cys-Glu-Glu-Glu、異紫花前胡內酯芸香糖苷、L-絲胺酸、L-尿膽素原、異丁醯甘胺酸、S-腺苷基同型半胱胺酸、2,3-二辛醯基甘油醯胺、3-甲氧基-4-羥基苯乙二醇葡萄糖醛酸苷、磺乙基半胱胺酸、羥基苯乙醯甘胺酸、吡咯啉羥基甲酸、1-(α-甲基-4-(2-甲基丙基)苯乙酸酯)-β-D-糖代哌喃糖醛酸、2-乙酸甲基丁酯、N1-甲基-4-吡啶酮-3-甲醯胺、皮固醇四醇-3-葡萄糖醛酸苷、Asn-Cys-Gly、N6,N6,N6-三甲基-L-離胺酸、苄胺、5-羥基-L-色胺酸、蜜環菌酸、白胺酸/異白胺酸、2-丁基苯并噻唑、D-景天庚酮糖7-磷酸鹽、[Fv二甲氧基,甲基(9:1)](2S)-5,7-二甲氧基-3',4'-亞甲二氧基黃酮、側氧基己二酸、Thr-Cys-Cys、肌酸、羥丁酸肉鹼、5'-脫氫腺苷、Phe-Thr-Val、dUDP、L-麩醯胺及/或山奈酚3-(2'',3''-二乙醯-4''-對香豆醯基鼠李糖苷)。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測選自表6中之清單之一或多種尿液代謝物之差異性豐度。在某些實施例中，本發明之方法包含偵測表6中之2、5、10、15或20種或所有代謝物。在任何此等實施例中，偵測代謝物包含量測樣品中之代謝物之濃度，例如相對於來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值之濃度。在一些實施例中，偵測代謝物包含量測樣品中之代謝物之濃度，且相對於各樣品中之尿液肌酸酐水準對濃度進行正規化。在一些實施例中，該方法包含偵測上述代謝物之前驅物或分解產物。
在某些實施例中，患有IBS之患者中之尿液代謝物之豐度顯著增加，例如如表6中所示。在一個實施例中，該方法包含偵測參與脂肪酸氧化及/或脂肪酸代謝之代謝物，其在患有IBS之患者中顯著較豐富。在一個較佳實施例中，偵測了N-十一醯基甘胺酸，其在患有IBS之患者中顯著較豐富。在另一個較佳實施例中，偵測了癸醯基肉鹼，其在患有IBS之患者中顯著較豐富。
在一個實施例中，與健康對照相比，預測IBS的尿液代謝物在患有IBS之患者中較豐富。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測已發現預測患者患有IBS的一或多種尿液代謝物。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測一或多種尿液代謝物，與健康對照(即來自一或多個未患有IBS之個體)相比，該一或多種尿液代謝物在患有IBS之患者中較豐富。在某些實施例中，患有IBS之患者中之尿液代謝物之豐度增加，例如如表6及/或表21b所示。在一個實施例中，在患有IBS之患者中較豐富的一或多種尿液代謝物為：A 80987、苜蓿酸3-O-b-D-葡萄糖醛酸苷、N-十一醯基甘胺酸、Ala-Leu-Trp-Gly、γ-麩胺醯基-半胱胺酸、琥珀酸氫布醯胺、(-)-表兒茶素硫酸盐、1,4,5-三甲基-萘、Trp-Ala-Pro、十二烷二醯基肉鹼、1,6,7-三甲基萘、Sumiki氏酸、Phe-Gly-Gly-Ser、2-羥基-2-(羥甲基)-2H-哌喃-3(6H)-酮、5-((2-碘乙醯胺基)乙基)-1-胺基萘硫酸鹽、硫乙哌丙嗪、dCTP、二甲基烯丙基焦磷酸酯/異戊烯基焦磷酸酯、Asp-Met-Asp-Pro、3,5-二-O-沒食子醯基-1,4-半乳糖二酸內酯、癸醯基肉鹼、[FA(18:0)] N-(9Z-十八烯醯基)-牛磺酸、UDP-4-脫氫-6-去氧-D-葡萄糖、飛燕草素3-O-3'',6''-O-二丙二醯葡萄糖苷、紫萁內酯及/或半胱胺醯基-半胱胺酸。在一個較佳實施例中，偵測了一或多種選自以下之尿液代謝物：A 80987、苜蓿酸3-O-b-D-葡萄糖醛酸苷、N-十一醯基甘胺酸、Ala-Leu-Trp-Gly及/或γ-谷胺醯-半胱胺酸，與健康對照相比，其在患有IBS之患者中較豐富。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測選自表6及/或表21b中之清單之一或多種尿液代謝物之豐度的增加。在某些實施例中，本發明之方法包含偵測表6及/或表21b中之2、5、10、15或20種或所有代謝物。在任何此等實施例中，偵測代謝物包含量測樣品中之代謝物之濃度，例如相對於來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值之濃度。在一些實施例中，偵測代謝物包含量測樣品中之代謝物之濃度，且相對於各樣品中之尿液肌酸酐水準對濃度進行正規化。在一些實施例中，該方法包含偵測上述代謝物之前驅物或分解產物。在一個較佳實施例中，偵測了表兒茶素硫酸盐，其在患有IBS之患者中較豐富。在一個較佳實施例中，偵測了苜蓿酸3-O-b-D-葡萄糖醛酸苷，其在患有IBS之患者中較豐富。
在某些實施例中，患有IBS之患者中之尿液代謝物之豐度顯著降低，例如如表6所示。在一個實施例中，該方法包含偵測參與一氧化氮之生物合成之代謝物，其在患有IBS之患者中顯著較不豐富。在一個實施例中，胺基酸在患有IBS之患者中顯著較不豐富，例如L-精胺酸。
在一個實施例中，與健康對照相比，預測IBS的尿液代謝物在患有IBS之患者中較不豐富。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測已發現預測患者未患有IBS (即患者為健康對照)的一或多種尿液代謝物。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測一或多種尿液代謝物，與健康對照(即來自一或多個未患有IBS之個體)相比，該一或多種尿液代謝物在患有IBS之患者中較不豐富。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測一或多種尿液代謝物，與患有IBS之患者相比，該一或多種尿液代謝物在健康對照(即來自一或多個未患有IBS之個體)中較豐富。在某些實施例中，患有IBS之患者中之尿液代謝物之豐度降低，例如如表6及/或表21a所示。在一個實施例中，在患有IBS之患者中較不豐富的一或多種尿液代謝物為：五羥黃酮3'-甲醚7,5'-二葡萄糖醛酸苷、Alloathyriol、托拉塞米、(-)-表沒食子兒茶素硫酸盐、四氫吡啶二羧酸酯(Tetrahydrodipicolinate)、矽酸、飛燕草素3-(6''-O-4-蘋果單醯基-葡萄糖苷基)-5-葡萄糖苷、肌酸酐、L-精胺酸、白胺醯基-甲硫胺酸、Gln-Met-Pro-Ser、Ala-Asn-Cys-Gly、異白胺醯基-脯胺酸、3,4-亞甲基癸二酸、(4-羥基苯甲醯)膽鹼、二氮嗪、(1S,3R,4S)-3,4-二羥基環己烷-1-甲酸酯、2-羥基吡啶、Ala-Lys-Phe-Cys、3-甲基二氧吲哚、N-羧乙醯基-D-苯基丙胺酸、尿素、阿魏酸4-硫酸鹽、3-吲哚羥丙酸、去甲基橄欖苦苷、5'-鳥苷基-亞甲基-三磷酸酯、甲酸芳樟酯、4-甲氧基苯基乙醇硫酸鹽、壬酸烯丙酯、D-半乳哌喃糖基-(1-＞3)-D-半乳哌喃糖基-(1-＞3)-L-阿拉伯糖、Met-Met-Thr-Trp、Cys-Pro-Pro-Tyr、甲基膦酸酯、辛酸2-苯乙酯、馬尿酸、戊二醯肉鹼及/或Cys-Phe-Phe-Gln。在一個較佳實施例中，偵測了一或多種選自以下之尿液代謝物：五羥黃酮3'-甲醚7,5'-二葡萄糖醛酸苷、Alloathyriol、托拉塞米、(-)-表沒食子兒茶素硫酸盐及/或四氫吡啶二羧酸酯，與健康對照相比，其在患有IBS之患者中較不豐富。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測選自表6及/或表21a中之清單之一或多種尿液代謝物之豐度的降低。在某些實施例中，本發明之方法包含偵測表6及/或表21a中之2、5、10、15或20種或所有代謝物。在任何此等實施例中，偵測代謝物包含量測樣品中之代謝物之濃度，例如相對於來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值之濃度。在一些實施例中，偵測代謝物包含量測樣品中之代謝物之濃度，且相對於各樣品中之尿液肌酸酐水準對濃度進行正規化。在一些實施例中，該方法包含偵測上述代謝物之前驅物或分解產物。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測一或多種尿液代謝物，與健康對照(即來自一或多個未患有IBS之個體)相比，該一或多種尿液代謝物在患有IBS之患者中為差異豐富的。在一個較佳實施例中，在患有IBS之患者中為差異豐富的一或多種尿液代謝物為：硫酸鹽、葡萄糖醛酸苷、肉鹼、甘胺酸及麩醯胺結合物。在一個實施例中，該方法包含偵測參與第2相代謝之代謝物，其在患有IBS之患者中上調。在任何此等實施例中，偵測代謝物包含量測樣品中之代謝物之濃度，例如相對於來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值之濃度。在其他實施例中，偵測代謝物包含量測樣品中之代謝物之濃度，且相對於各樣品中之尿液肌酸酐水準對濃度進行正規化。 作為 IBS 之預測因子之糞便代謝物改變
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測選自以下之一或多種糞便代謝物：3-去氧-D-半乳糖、酪胺酸、I-尿膽素、腺苷、Glu-Ile-Ile-Phe、3,6-二甲氧基-19-去甲孕甾-1,3,5,7,9-五烯-20-酮、2-苯基丙酸酯、MG(20:3(8Z,11Z,14Z)/0:0/0:0)、1,2,3-參(1-乙氧基乙氧基)丙烷、葡萄球菌黃素、己醣、20-羥基-E4-神經前列腺素、乙酸壬酯、3-阿魏醯基-1,5-醌內酯、反式-2-庚烯醛、吡哆胺、L-精胺酸、十二烷二酸、熊去氧膽酸、1-(丙二醯胺基)環丙烷甲酸、可體松、9,10,13-三羥基硬脂酸、Glu-Ala-Gln-Ser、擬原人參三醇(Quasiprotopanaxatriol)、N-甲基吲哚并[3,2-b]-5α-膽甾-2-烯、PG(20:0/22:1(11Z))、(-)-表沒食子兒茶素、2-甲基-3-戊酮酸、Secoeremopetasitolide B、PC(20:1(11Z)/P-16:0)、Glu-Asp-Asp、N5-乙醯基-N5-羥基-L-鳥胺酸、矽酸、(1ξ,3ξ)-1,2,3,4-四氫-1-甲基-β-咔啉-3-甲酸、PS(36:5)、分支酸鹽、異戊酸異戊酯、PA(O-36:4)、PE(P-28:0)及/或γ-麩胺醯基-S-甲基半胱胺醯基-β-丙胺酸。在某些實施例中，本發明之方法包含偵測至少2、5、10、15或20種或所有此等代謝物。在任何此等實施例中，偵測代謝物包含量測樣品中之代謝物之濃度，例如相對於來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值之濃度。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測選自以下之一或多種糞便代謝物：L-苯基丙胺酸、腺苷、MG(20:3(8Z,11Z,14Z)/0:0/0:0)、L-丙胺酸、3,6-二甲氧基-19-去甲孕甾-1,3,5,7,9-五烯-20-酮、Glu-Ile-Ile-Phe、Glu-Ala-Gln-Ser、2,4,8-二十碳三烯酸異丁醯胺、哌啶、葡萄球菌黃素、β-Carotinal、己醣、Ile-Arg-Ile、11-去側氧基葫蘆素I、1-(丙二醯胺基)環丙烷甲酸、PG(37:2)、[PR]γ-胡蘿蔔素/β,ψ-胡蘿蔔素、20-羥基-E4-神經前列腺素、苯乙酸乙酯、十二烷二酸、Ile-Lys-Cys-Gly、晚香玉苷(Tuberoside)、D-半乳醛、3,6-二氫-4-(4-甲基-3-戊烯基)-1,2-二噻烯、去甲基甲萘醌-6、L-精胺酸、PC(o-16:1(9Z)/14:1(9Z))、中膽紅素原、愈傷酸、α-生育酚琥珀酸酯、3-甲基巴豆醯基甘胺酸、(S)-(E)-8-(3,6-二甲基-2-庚烯基)-4',5,7-三羥基黃烷酮、ξ-7-羥基十六烷二酸、β-蒎烯、Leu-Ser-Ser-Tyr、乳清酸、庚-1-硫醇、Glu-Asp-Asp、LysoPE(18:2(9Z,12Z)/0:0)、LysoPE(22:0/0:0)、肌酸、肌苷、SM(d32:2)、Arg-Leu-Val-Cys、PS(O-18:0/15:0)、吡哆胺、N-庚醯基甘胺酸、血紫質IX、3β,5β-酮基三醇、2-苯基丙酸酯、反式-2-庚烯醛、LysoPC(0:0/18:0)、亞油醯基乙醇醯胺、LysoPE(24:0/0:0)、2-甲基-3-羥基戊酸、擬原人參三醇、N-油醯基異白胺酸、(-)-(E)-1-(4-羥基苯基)-7-苯基-6-庚-3-醇、[FA 羥基(4:0)] N-(3S-羥基-丁醯基)-高絲胺酸內酯、核黃素環-4',5'-磷酸鹽、Arg-Lys-Trp-Val、PC(20:1(11Z)/P-16:0)、3,5-二羥基苯甲酸、酪胺酸、2,3-環氧甲萘醌、His-Met-Val-Val、PI(41:2)、苯酚、3,3'-二硫代雙[2-甲基呋喃]、Ala-Leu-Trp-Pro、1,2,3-參(1-乙氧基乙氧基)丙烷、香草丙酮酸、2-羥基-3-羧基-6-側氧基-7-甲基辛-2,4-二烯酸酯、Secoeremopetasitolide B、2-O-苯甲醯基-D-葡萄糖、Ile-Leu-Phe-Trp、(R)-硫辛酸、PA(20:4(5Z,8Z,11Z,14Z)e/2:0)、PE(P-16:0e/0:0)、異丁酸苄酯、2-呋喃甲酸己酯、Trp-Ala-Ser、LysoPC(15:0)、4-羥基巴豆酸、3-阿魏醯基-1,5-醌內酯、辛酸糠酯、PC(22:2(13Z,16Z)/15:0)、(-)-1-甲基丙基1-丙烯基二硫化物、PC (36:6)、白胺醯基-甘胺酸、CE(16:2)、三萜、菫菜黃質、[FA 羥基(17:0)]十七酸、2-羥基十一酸酯(2-Hydroxyundecanoate)、分支酸鹽(Chorismate)、δ-十二內酯、3-O-原兒茶酚油酸(3-O-Protocatechuoylceanothic acid)、PG(16:1(9Z)/16:1(9Z))、對硫甲酚、槲皮素3'-硫酸鹽、PS(26:0))、Ala-Leu-Phe-Trp、L-麩胺酸5-磷酸酯、N,2,3-三甲基-2-(1-甲基乙基)丁醯胺、異戊酸異戊酯、正十二烷、PC(14:1(9Z)/14:1(9Z))、絲瓜苷Q、內嗎啡肽-1、3-羥基-10'-apo-b,y-胡蘿蔔醛、吡咯啉羥基甲酸、1-硫代丙亞磺酸S-丙酯(S-Propyl 1-propanesulfinothioate)、N-甲基吲哚并[3,2-b]-5α-膽甾-2-烯、生育酸、1-(2,4,6-三甲氧基苯基)-1,3-丁二酮、尿黑酸、LysoPE(18:1(9Z)/0:0)、N-硬脂醯纈胺酸、反式-香芹酮氧化物、1,1'-硫代雙-1-丙硫醇、甲基胺甲酸2-(乙基磺醯基甲基)苯酯、甲基萘醌-4、苯乙醯胺-4-O-硫酸酯、N5-乙醯基-N5-羥基-L-鳥胺酸、琥珀酸、Asn-Lys-Val-Pro、LysoPC(14:1(9Z))、苯酚葡萄糖醛酸苷、2-甲基-丁酸、2-甲基丁酯、3-O-咖啡醯基-1-O-甲基奎尼酸、[FA 羥基(24:0)] 3-羥基-二十四酸、N-(2-羥基十六醯基)-鞘胺醇-1-磷酸-(1'-肌-肌醇)、γ-十二內酯、PA(22:1(11Z)/0:0)、丁酸丁酯、TG(20:5(5Z,8Z,11Z,14Z,17Z)/18:1(9Z)/22:5(7Z,10Z,13Z,16Z,19Z))[iso6]、Clausarinol、4-甲基-2-戊酮、葫蘆巴鹼、Arg-Val-Pro-Tyr、2,3-亞甲基丁二酸、絲胺醯基-蘇胺酸、Lycoperoside D、香葉醇、1-18:2-溶血磷脂醯甘油、ω-6-十六內酯、黃葵內酯、γ-麩胺醯基-S-甲基半胱胺醯基-β-丙胺酸、FA側氧基(22:0)、D-核糖、LysoPC(17:0)、PA(O-36:4)、C19鞘胺醇-1-磷酸鹽、4-羥基-5-(二羥基苯基)-戊酸-O-甲基-O-硫酸鹽、PE(14:1(9Z)/14:0)、惕各酸香茅酯、甲基苯甘胺酸乙酯(異構物1)、N-乙醯基-leu-leu-tyr及/或PS(O-34:3)。在某些實施例中，本發明之方法包含偵測至少2、5、10、15或20種或所有此等代謝物。在任何此等實施例中，偵測代謝物包含量測樣品中之代謝物之濃度，例如相對於來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值之濃度。
在一個較佳實施例中，該方法包含偵測糞便代謝物L-酪胺酸。在一個較佳實施例中，該方法包含偵測L-精胺酸。在一個較佳實施例中，該方法包含偵測膽汁酸熊去氧膽酸(UDCA)。在一個較佳實施例中，該方法包含偵測膽色素尿膽素。在一個較佳實施例中，該方法包含偵測十二烷二酸。在一個較佳實施例中，該方法包含偵測L-苯丙胺酸。在一個較佳實施例中，該方法包含偵測L-苯丙胺酸。在一個較佳實施例中，該方法包含偵測腺苷。在一個較佳實施例中，該方法包含偵測MG(20:3(8Z,11Z,14Z)/0:0/0:0)。在一個較佳實施例中，該方法包含偵測L-丙胺酸。在一個較佳實施例中，該方法包含偵測3,6-二甲氧基-19-去甲孕甾-1,3,5,7,9-五烯-20-酮。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測選自表7中之清單之一或多種糞便代謝物。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測選自表13中之清單之一或多種糞便代謝物。在任何此等實施例中，偵測代謝物包含量測樣品中之代謝物之濃度，例如相對於來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值之濃度。在一個實施例中，將機器學習應用於糞便代謝物組資料以診斷IBS。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測一或多種在患有IBS之患者中為差異豐富的糞便代謝物。在一個實施例中，在患有IBS之患者中為差異豐富的一或多種糞便代謝物為：2-苯基丙酸酯、3-丁烯-1-胺、腺苷、I-尿膽素、2,3-環氧甲萘醌、[FA(22:5)]4,7,10,13,16-二十二碳五烯酸、3,6-二甲氧基-19-去甲孕甾-1,3,5,7,9-五烯-20-酮、葫蘆素S、N-庚醯基甘胺酸、11-去側氧基葫蘆素I、葡萄球菌黃素、哌啶、Leu-Ser-Ser-Tyr、L-尿膽素、L-苯基丙胺酸、Ala-Leu-Trp-Pro、3-阿魏醯基-1,5-醌內酯、PG(P-16:0/14:0)、3-去氧-D-半乳糖、MG(20:3(8Z,11Z,14Z)/0:0/0:0)、中膽紅素原、L-丙胺酸、酪胺酸、PG(O-30:1)、β-蒎烯、2,4,8-二十碳三烯酸異丁醯胺、戊二醯甘胺酸、[PR] γ-胡蘿蔔素/β,ψ-胡蘿蔔素、神經調節肽B (1-3)、庚-1-硫醇、菫菜黃質、異檸檬烯、Ile-Lys-Cys-Gly、His-Met-Val-Val、辛酸烯丙酯、羥脯胺醯基-色胺酸、十二烷二酸、2-O-苯甲醯基-D-葡萄糖、2-乙基辛二酸、D-尿膽素、20-羥基-E4-神經前列腺素、PG(O-31:1)、Anigorufone、乙酸壬酯、L-精胺酸、PG(P-32:1)、Glu-Ala-Gln-Ser、PG(31:0)、葫蘆素I、Arg-Lys-Phe-Val、京尼平尼酸、己醣、Lys-Phe-Phe-Phe、PI(41:2)、D-半乳醛、愈傷酸、腺嘌呤、PC(22:2(13Z,16Z)/15:0)、2-苯乙基β-D-哌喃葡萄糖苷、PG(37:2)、三丁酸甘油酯、Arg-Leu-Pro-Arg、2-O-對醯基-D-葡萄糖、3,4-二羥基苯基乳酸甲酯、PG(P-28:0)、PG(34:0)、L-離胺酸、核糖醇、LysoPE(18:2(9Z,12Z)/0:0)、PA(20:4(5Z,8Z,11Z,14Z)e/2:0)、5-脫氫莽草酸酯、蘇胺醯基-異白胺酸、L-甲硫胺酸、PS(26:0))、α-蒎烯、葑烯、Glu-Ile-Ile-Phe、Gln-Phe-Phe-Phe、熊去氧膽酸、PC(34:2)、3,17-雄烷二醇葡萄糖醛酸苷、吡哆胺、[ST羥基](25R)-3α,7α-二羥基-5β-膽甾-27-醯基牛磺酸、PA(42:2)、[FA(16:0)]2-溴-十六醛、3,6-二氫-4-(4-甲基-3-戊烯基)-1,2-二噻烯、3-甲基巴豆醯基甘胺酸ξ-7-羥基十六烷二酸、莰烯、2-羥基-3-羧基-6-側氧基-7-甲基辛-2,4-二烯酸酯、7C-糖苷配基、1-(3-胺丙基)-4-胺基丁醛、異丁酸苄酯、(S)-(E)-8-(3,6-二甲基-2-庚烯基)-4',5,7-三羥基黃烷酮、1,3-二-(5Z,8Z,11Z,14Z,17Z-二十碳五烯醯基)-2-羥基甘油(d5)、SM(d18:0/18:0)、L-高絲胺酸、17β-(乙醯硫基)雌-1,3,5(10)-三烯-3-醇乙酸酯、[ST(2:0)]5β-膽酸-3,11-二烯-24-油酸、PG(33:2)、PE(22:4(7Z,10Z,13Z,16Z)/P-16:0)、原卟啉原IX、α-生育酚琥珀酸酯、(9Z)-6'-側氧基-6,5'-diapo-6-胡蘿蔔酸甲酯、PG(16:1(9Z)/16:1(9Z))、PC(o-22:1(13Z)/20:4(8Z,11Z,14Z,17Z))、PG(31:2)、α-水芹烯、[PS(12:0/13:0)]1-十二醯基-2-十三醯基-sn-甘油-3-磷酸絲胺酸(銨鹽)、Glu-Asp-Asp、PG(33:1)、PA(O-20:0/22:6(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z))、[FA側氧基(19:0)]18-側氧基-十九酸、PG(16:1(9Z)/18:0)、Leu-Val、去甲基甲萘醌-6、PC(o-16:1(9Z)/14:1(9Z))、PG(P-32:0)、(24E)-3β,15α,22S-三乙醯氧基羊毛甾-7,9(11),24-三烯-26-油酸、PA(33:5)、LysoPC(0:0/18:0)、Ile-Arg-Ile、乙酸月桂酯、Glu-Glu-Gly-Tyr、3-(甲硫基)-1-丙醇、(-)-(E)-1-(4-羥基苯基)-7-苯基-6-庚-3-醇、丁酸二甲基苄基原酯及/或甲基2,3-二氫-3,5-二羥基-2-側氧基-3-吲哚乙酸。在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測選自表8中之清單之一或多種糞便代謝物之差異性豐度。在某些實施例中，本發明之方法包含偵測至少2、5、10、15或20種或所有此等代謝物。在一些實施例中，該方法包含偵測上述代謝物之前驅物或分解產物。
在某些實施例中，患有IBS之患者中之代謝物之豐度顯著增加，例如如表8中所示。在一個實施例中，膽汁酸在患有IBS之患者中顯著較豐富。在一個具體實施例中，偵測或量測了[ST羥基](25R)-3α,7α-二羥基-5β-膽甾-27-醯基牛磺酸。其在患有IBS之患者中顯著較豐富。在一個具體實施例中，偵測或量測了[ST(2:0)]5β-膽-3,11-二烯-24-油酸。其在患有IBS之患者中顯著較豐富。在一個具體實施例中，偵測或量測了UDCA，其在患有IBS之患者中顯著較豐富。在另一個實施例中，胺基酸在患有IBS之患者中顯著較豐富，例如酪胺酸及/或離胺酸。在具體實施例中，本發明之方法包含偵測或定量樣品中酪胺酸或離胺酸之水準且診斷IBS。在某些實施例中，患有IBS之患者中之代謝物之豐度顯著降低，例如如表8中所示。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS之方法，其包含偵測一或多種糞便代謝物，與健康對照(即來自一或多個未患有IBS之個體)相比，該一或多種糞便代謝物在患有IBS之患者中為差異豐富的。在一個較佳實施例中，在患有IBS之患者中為差異豐富的一或多種糞便代謝物為：硫酸鹽、葡萄糖醛酸苷、肉鹼、甘胺酸及麩醯胺結合物。在一個實施例中，該方法包含偵測參與第2相代謝之代謝物，其在患有IBS之患者中上調。在任何此等實施例中，偵測代謝物包含量測樣品中之代謝物之濃度，例如相對於來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值之濃度。
在一個實施例中，本發明提供一種用於診斷IBS-D (與腹瀉相關之IBS)之方法，其包含偵測在患有IBS-D之患者中為差異豐富的一或多種糞便代謝物。在一個實施例中，膽汁酸在患有IBS-D之患者中為差異豐富的。在一個實施例中，總膽汁酸、次級膽汁酸、硫酸化膽汁酸、UDCA及/或結合膽汁酸在患有IBS-D之患者中為差異豐富的。在一個具體實施例中，總膽汁酸在患有IBS-D之患者中為差異豐富的。在一個具體實施例中，次級膽汁酸在患有IBS-D之患者中為差異豐富的。在一個具體實施例中，硫酸化膽汁酸在患有IBS-D之患者中為差異豐富的。在一個具體實施例中，UDCA在患有IBS-D之患者中為差異豐富的。在一個具體實施例中，結合膽汁酸在患有IBS-D之患者中為差異豐富的。在任何此等實施例中，偵測代謝物包含量測樣品中代謝物之濃度，例如相對於來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值之濃度。 偵測尿液代謝物之方法 GC/LC-MS
代謝物可藉由此項技術中已知之任何合適方法來偵測。在一個實施例中，使用GC/LC-MS偵測與健康對照(即來自一或多個未患有IBS之個體)相比，在患有IBS之患者中為差異豐富的尿液代謝物。在一個具體實施例中，GC/LC-MS較佳用於偵測預測IBS的尿液代謝物。對於尿液代謝物組學，可參考各樣品中之尿液肌酸酐水準對代謝物之值進行正規化。FAIMS (高場不對稱波形離子遷移率光譜術)
在一個實施例中，使用FAIMS偵測在患有IBS之患者中為差異豐富的尿液代謝物。在一個具體實施例中，FAIMS較佳用於偵測預測IBS的尿液代謝物。對於尿液代謝物組學，可參考各樣品中之尿液肌酸酐水準對代謝物之值進行正規化。
離子遷移率光譜術(IMS)為一種眾所周知之技術，其用於基於在電場影響下的離子遷移率之差異來分析氣相中的離子分離。場不對稱離子遷移率光譜術(FAIMS)為IMS技術之一個具體實例，其使用在射頻下之高壓不對稱波形與施加在兩個電極之間的靜態補償電壓相結合，以在大氣壓下分離離子。不同離子在不同補償電壓下穿過電場到達偵測器。因此，藉由改變補償電壓，FAIMS分析儀可以偵測樣品中不同離子之存在。FAIMS儀器得益於大小較小且無需泵送，從而實現作為獨立儀器之可攜性。參考文獻(20)中更詳細地描述了FAIMS。
FAIMS輸出由兩種模式組成：正模式(用於帶正電荷之離子)及負模式(用於帶負電荷之離子)。各模式均由51個分散場(dispersion field；DF)組成，總共102個DF，同時考慮了兩種模式。按照線性掃描伏安法之原理，將各DF施加到測試樣品，即補償電壓從初始值變化至最終值，由512個等間隔電壓隔開。量測在各等間隔電壓下之離子電流值。各對補償電壓及測量離子電流可以稱為資料點。在正模式及負模式之所有分散場中，有52224個資料點。
FAIMS之先前應用已使用該方法研究胃腸道毒性、膽汁酸腹瀉及結直腸癌。例如，PCT申請案WO 2016/038377描述了一種用於診斷乳糜泄或膽汁酸腹瀉之方法，其藉由以下進行：使用FAIMS分析測試個體之人體樣品中之識別標誌化合物之濃度，及將該濃度與未患有該疾病之個體中的識別標誌化合物之參考濃度進行比較。測個體之人體樣品中之識別標誌化合物之濃度與參考相比而增加表明該個體正患有所篩查的疾病、或有此體質、或提供個體之疾患之消極預後。
在使用中，藉由用空氣(無樣品)及水運行裝置來操作FAIMS分析儀，以清潔分析儀。然後引入尿液樣品以獲得訊號。用水然後再用空氣運行FAIMS分析儀，之後運行下一測試樣品。然後，使用交叉相關對所有分散場之訊號進行對齊。
在一些實施例中，本發明之診斷IBS之方法為電腦實施方法。在一個較佳實施例中，電腦實施方法為用於分析尿液樣品之FAIMS輪廓以確定IBS是否存在及/或將尿液樣品分類為IBS子集之方法。該方法包含： – 獲得與尿液、空氣及水之FAIMS輪廓對應之訊號； – 藉由執行以下中之一或多者來對獲得之訊號進行預處理：將訊號平滑化、從訊號中修剪基線噪聲及對齊感興趣之區域中之訊號； – 從經預處理之訊號中提取複數個特徵；及 – 使用經提取之特徵應用經訓練之分類器以確定IBS是否存在及/或將尿液樣品分類為IBS子集。
有利地，藉由對接收之訊號應用訊號平滑化，保留原始訊號強度，同時降低訊號中之「噪聲」。藉由修剪訊號，降低了噪聲，改善了輸出質量，且減少有交叉污染及殘留訊號導致之運行之間的技術假影。
總體而言，與先前技術方法相比，該方法保留了更多分析特徵，從而在診斷應用之背景下改良了在群體之間區分及對群體中之亞組進行分層的能力。
較佳地，預處理獲得之訊號包含將訊號平滑化、修剪訊號中之基線噪聲及對齊感興趣之區域中訊號之所有三個步驟。
獲得FAIMS訊號可以包含用FAIMS系統分析生物樣品以產生對應於生物樣品之FAIMS輪廓之訊號。
較佳地，如Anal. Chem., 36(8), 1964, Savitzky A., Golay MJE.「Smoothing and Differentiation of Data by Simplified Least Squares Procedures」, 第1627-1639頁(21)中所描述，使用Savitzky-Golay濾波器進行訊號平滑化。使用Savitzky-Golay濾波器為有利的，因為它使峰值訊號值保持完整，從而可改良分類之準確度。訊號平滑化可以同時應用於訊號之正模式及負模式之分散場。
可以使用經最佳化之基線截止來進行訊號修剪。可以使用交叉相關來進行訊號對齊。
可以使用線性迴歸模型從訊號中選擇特徵，例如LASSO。Journal of the Royal Statistical Society, Series B, 58(1), 1996, R. Tibshirani, 「Regression Shrinkage and Selection via the Lasso」, 第267-288頁(22)中更詳細地描述了LASSO。
經訓練之分類器較佳為支持向量機。替代地，分類器可為隨機森林。在一個較佳實施例中，分類器為隨機森林。 IBS 患者中之飲食、微生物體及代謝物組之綜合分析
在某些實施例中，本發明提供一種診斷IBS之方法，其包含以下中之一或多者：i)偵測細菌種，例如如上所論述；ii)偵測參與一或多種途徑之基因，例如如上所論述；iii)偵測代謝物，例如如上所論述。在任何此等實施例中，偵測細菌、基因或代謝物包含量測樣品中之該標誌物之豐度或濃度，例如相對於來自對照(非IBS)個體之對應樣品或相對於參考值。
在一個實施例中，本發明提供一種診斷IBS之方法，其包含偵測細菌種之耗乏。在一個實施例中，耗乏之細菌種為以下中之一或多者：副普雷沃菌屬、擬桿菌屬、腸道巴恩斯氏菌、挑剔真桿菌、酸奶瘤胃球菌、兩形真桿菌、脫硫脫硫弧菌、糞球菌屬及真桿菌屬。在某些實施例中，本發明之方法包含偵測以下中之一或多者：副普雷沃菌屬、擬桿菌屬、腸道巴恩斯氏菌、挑剔真桿菌、酸奶瘤胃球菌、兩形真桿菌、脫硫脫硫弧菌、糞球菌屬及真桿菌屬。
在一個實施例中，本發明提供一種診斷IBS之方法，其包含偵測飲食成分之差異性利用。在一個具體實施例中，本發明提供一種診斷IBS之方法，其包含偵測高蛋白飲食之差異性利用。
在一個實施例中，本發明提供一種診斷IBS之方法，其包含偵測較高水準的肽及胺基酸。在另一個實施例中，本發明提供一種診斷IBS之方法，其包含偵測增加水準的L-丙胺酸、L-離胺酸、L-甲硫胺酸、L-苯丙胺酸及/或酪胺酸。
在一個實施例中，本發明提供一種診斷IBS之方法，其包含偵測增加水準的膽汁酸。在一個具體實施例中，本發明提供一種診斷IBS之方法，其包含偵測增加水準的UDCA、巰石膽醯基甘胺酸及[ST羥基](25R)-3α,7α-二羥基-5β-膽甾-27-醯基牛磺酸及/或尿膽素。
在一個實施例中，本發明提供一種診斷IBS之方法，其包含偵測增加水準的代謝物。在另一個實施例中，本發明提供一種診斷IBS之方法，其包含偵測增加水準的尿囊素、順式-4-癸烯二酸、癸醯基肉鹼及/或十二烷二醯基肉鹼。診斷方法
本發明開發了用於診斷IBS之新的且改良的方法。
在較佳實施例中，本發明之方法用於診斷居住在歐洲(諸如北歐，較佳地愛爾蘭)之患者或具有歐洲、北歐或愛爾蘭飲食習慣之患者。實例說明，本發明之方法對此類患者尤其有效。
在本發明任何態樣之某些實施例中，評估了細菌、基因或代謝物相對於對照(非IBS)個體之豐度。在較佳實施例中，評估了尿液代謝物相對於對照(非IBS)個體之豐度。可以使用此項技術中建立之任何技術來生成此等參考值。
在本發明任何態樣之某些實施例中，與來自對照(非IBS)個體之對應樣品的比較為與來自健康個體之對應樣品的比較。
較佳地，診斷IBS之方法之靈敏度大於40% (例如大於45%、50%或52%，例如53%或58%)且專一性大於90% (例如大於93%或95%，例如96%)。
在某些實施例中，診斷方法為監測對IBS之治療過程之方法。
在某些實施例中，偵測(諸如糞便樣品中)細菌之存在或豐度之步驟包含基於核酸的定量方法，例如16S rRNA基因擴增子定序。使用16S rRNA基因擴增子定序法定性及定量確定樣品中之細菌之方法在文獻中有所描述，且為熟習此項技術者已知的。其他技術可涉及PCR、rtPCR、qPCR、高通量定序、總體轉錄體定序或16S rRNA分析。
在本發明之任何實施例之替代態樣中，本發明提供一種用於診斷發展IBS之風險之方法。
在本發明之任何實施例中，細菌菌株、種、代謝物或基因途徑之經調節之豐度指示IBS。在較佳實施例中，量測樣品中作為總微生物相一部分的細菌菌株、種或OTU之豐度，以確定菌株、種或OTU之相對豐度。在較佳實施例中，量測代謝物之濃度，具體而言尿液代謝物之濃度。在較佳實施例中，量測樣品中作為總微生物相一部分的攜帶感興趣之基因途徑之細菌菌株之豐度，以確定菌株之相對豐度，或量測基因序列之濃度。然後，在此等較佳實施例中，將樣品中細菌或OTU之相對豐度或代謝物或基因序列之濃度與來自對照(非IBS)個體的相同樣品中的相對豐度或濃度進行比較。樣品中細菌或OTU之相對豐度與參考相比之差異，例如減少或增加，為經調節之相對豐度。如本文中所解釋的，亦可以絕對方式，藉由將樣品豐度值與絕對參考值進行比較，來進行經調節之豐度之偵測。因此，本發明提供一種確定個體中之IBS狀態之方法，其包含以下步驟：檢定來自個體之生物樣品之一或多種IBS相關細菌之相對豐度及/或代謝物或基因途徑之經調節之濃度，其中細菌之經調節之相對豐度、或代謝物或基因途徑之經調節之濃度指示IBS。類似地，本發明提供一種確定個體患IBS之風險是否增加之方法，其包含以下步驟：檢定來自該個體之生物樣品之一或多種IBS相關口腔細菌或IBS相關代謝物或基因途徑之相對豐度，其中經調節之相對豐度或濃度指示風險增加。
在本發明之任何實施例中，偵測細菌可以包含偵測「經調節之相對豐度」。如本文所用，當應用於個體樣品中之細菌或OTU時術語「經調節之相對豐度」應理解為意謂樣品中之細菌或OTU之相對豐度與來自對照(非IBS)個體之相同樣品中的相對豐度(以下稱為「參考相對豐度」)相比的差異。在一個實施例中，與參考相對豐度相比，細菌或OTU表現出增加之相對豐度。在一個實施例中，與參考相對豐度相比，細菌或OTU表現出減少之相對豐度。亦可以絕對方式，藉由將樣品豐度值與絕對參考值進行比較，來進行經調節之豐度之偵測。在一個實施例中，參考豐度值獲自年齡及/或性別匹配之個體。在一個實施例中，參考豐度值獲自與樣品相同之群體(即凱爾特種源、北非種源、中東種源)之個體。從口腔及糞便樣品中分離細菌之方法為此項技術中常規的且下面將進一步描述，以及偵測細菌豐度之方法。可以採用任何合適之方法來分離細菌之特定種或屬，該等方法對熟悉此項技術者而言為顯而易見的。可以採用任何合適之偵測細菌豐度之方法，包括瓊脂平板定量檢定、螢光樣品定量、qPCR、16S rRNA基因擴增子定序以及基於染料之代謝物耗乏或代謝物產生檢定。 患者分層
在某些實施例中，本發明之方法用於根據患者所患IBS之類型對患者進行分層。具體而言，在某些實施例中，本發明之方法用於將患有IBS之患者診斷為具有類正常之微生物相(即，與未患IBS的人之微生物相組成相似之微生物相組成)或改變之微生物相(即，與未患IBS的人之微生物相不相似之微生物相)(參見Jeffery IB, O'Toole PW, Ohman L, Claesson MJ, Deane J, Quigley EM, Simren M. 2012. 「An irritable bowel syndrome subtype defined by species-specific alterations in fecal microbiota.」 Gut 61:997-1006 (23))。與具有改變之微生物相的患者相比，具有類正常之微生物相之患有IBS的患者可以受益於不同的治療，因此本發明之方法可以為患者帶來更合適之治療策略以及更好之結果。因此，在某些實施例中，本發明之方法包含基於患者微生物相為患者制定及/或推薦治療計劃。具有類正常之微生物相的IBS患者可得益於已知緩解焦慮或抑鬱的治療。具有改變之微生物相的IBS患者可得益於能夠引起微生物相的有益變化及/或解決生態失調之治療，諸如活的生物治療產品，具體而言包含產氫營養型布勞特氏菌(Blautia hydrogenotrophica )之組合物(如WO2018109461中所述)。具有改變之微生物相的IBS患者亦可得益於飲食調整，諸如FODMAP (可發酵寡醣、雙醣、單醣及多元醇)飲食。包含產氫營養型布勞特氏菌之組合物亦有效治療內臟超敏反應(如WO2017148596中所述)，具有類正常之微生物相之患者可經歷該內臟超敏反應，因此此類組合物亦可用於治療此類患者。
在某些實施例中，本發明提供一種基於患者微生物體及/或代謝物組將患有IBS之患者分層至亞組中之方法。在一個具體實施例中，本發明之方法包含偵測一或多種屬於至少一個選自由以下組成之群的屬之細菌菌株：厭氧棒狀菌屬(Anaerostipes )、厭氧棍狀菌屬(Anaerotruncus )、厭氧細桿菌屬(Anaerofilum )、擬桿菌屬、布勞特氏菌屬、埃格特菌屬、鏈球菌屬、戈登氏桿菌屬(Gordonibacter )、霍爾德曼氏菌屬(Holdemania )、瘤胃球菌屬、韋榮氏球菌屬(Veilonella )、艾克曼菌屬(Akkermansia )、另枝菌屬、巴恩斯氏菌屬、丁酸球菌屬、丁酸單胞菌屬(Butyricimonas )、梭菌屬、糞球菌屬、棲糞桿菌屬(Faecalibacterium )、嗜血桿菌屬、霍華德氏菌屬(Howardella )、甲烷短桿菌屬(Methanobrevibacter )、Oscillobacter 、普雷沃菌屬、假黃桿菌屬、羅斯拜瑞氏菌屬、斯萊克氏菌屬(Slackia )、孢桿菌屬(Sporobacter )及食物谷菌屬(Victivallis )。在一個具體實施例中，本發明之方法包含偵測可屬於梭菌屬聚類IV、XI或XVIII之細菌種。在一個具體實施例中，本發明之方法包含偵測細菌菌株，其可包含以下一或多個種：哈德厭氧棒狀菌(Anaerostipes hadrus )、卵形擬桿菌(Bacteroides ovatus )、多形擬桿菌、天門冬形梭菌、鮑氏梭菌、哈氏梭菌、共生梭菌、伴生糞球菌(Coprococcus comes )、活潑瘤胃球菌、唾液鏈球菌(Streptococcus salivarius )、扭鏈瘤胃球菌、塞內加爾另枝菌、挑剔真桿菌、惰性真桿菌(Eubacterium siraeum )、普氏棲糞桿菌(Faecalibacterium prausnitzii )、人羅斯拜瑞氏菌(Roseburia hominis )、副流感嗜血桿菌、伶俐瘤胃球菌(Ruminococcus callidus )、小韋榮氏球菌(Veilonella parvula )及糞球菌屬ART55/1。在一個具體實施例中，本發明之方法包含偵測以下一或多種細菌菌株：毛螺菌科細菌3 1 46FAA、毛螺菌科細菌5 1 63FAA、毛螺菌科細菌7 1 58FAA及毛螺菌科細菌8 1 57FAA。在一個具體實施例中，本發明之方法包含偵測選自表17、18、19及/或20之細菌分類群。在某些實施方案中，本發明之方法包含偵測與IBS亞組相關之代謝物。在某些實施例中，偵測糞便樣品中之代謝物。在某些實施例中，偵測尿液樣品中之代謝物。
在某些實施例中，本發明提供一種評估患有IBS之患者是否受益於能夠引起微生物相之有益變化及/或解決生態失調之治療諸如活的生物治療產品的方法。在一個具體實施例中，本發明之方法包含偵測一或多種屬於至少一個選自由以下組成之群的屬之細菌菌株：厭氧棒狀菌屬(Anaerostipes )、厭氧棍狀菌屬(Anaerotruncus )、厭氧細桿菌屬(Anaerofilum )、擬桿菌屬、布勞特氏菌屬、埃格特菌屬、鏈球菌屬、戈登氏桿菌屬(Gordonibacter )、霍爾德曼氏菌屬(Holdemania )、瘤胃球菌屬、韋榮氏球菌屬(Veilonella )、艾克曼菌屬(Akkermansia )、另枝菌屬、巴恩斯氏菌屬、丁酸球菌屬、丁酸單胞菌屬(Butyricimonas )、梭菌屬、糞球菌屬、棲糞桿菌屬(Faecalibacterium )、嗜血桿菌屬、霍華德氏菌屬、甲烷短桿菌屬(Methanobrevibacter )、Oscillobacter 、普雷沃菌屬、假黃桿菌屬、羅斯拜瑞氏菌屬、斯萊克氏菌屬(Slackia )、孢桿菌屬及食物谷菌屬(Victivallis )。在一個具體實施例中，本發明之方法包含偵測可屬於梭菌屬聚類IV、XI或XVIII之細菌種。在一個具體實施例中，本發明之方法包含偵測細菌菌株，其可包含以下一或多個種：哈德厭氧棒狀菌(Anaerostipes hadrus )、卵形擬桿菌(Bacteroides ovatus )、多形擬桿菌、天門冬形梭菌、鮑氏梭菌、哈氏梭菌、共生梭菌、伴生糞球菌(Coprococcus comes )、活潑瘤胃球菌、唾液鏈球菌(Streptococcus salivarius )、扭鏈瘤胃球菌、塞內加爾另枝菌、挑剔真桿菌、惰性真桿菌(Eubacterium siraeum )、普氏棲糞桿菌(Faecalibacterium prausnitzii )、人羅斯拜瑞氏菌(Roseburia hominis )、副流感嗜血桿菌、伶俐瘤胃球菌(Ruminococcus callidus )、小韋榮氏球菌(Veilonella parvula )及糞球菌屬ART55/1。在一個具體實施例中，本發明之方法包含偵測以下一或多種細菌菌株：毛螺菌科細菌3 1 46FAA、毛螺菌科細菌5 1 63FAA、毛螺菌科細菌7 1 58FAA及毛螺菌科細菌8 1 57FAA。在一個具體實施例中，本發明之方法包含偵測選自表17、18、19及/或20之細菌分類群。在某些實施方案中，本發明之方法包含偵測與IBS亞組相關之代謝物。在某些實施例中，偵測糞便樣品中之代謝物。在某些實施例中，偵測尿液樣品中之代謝物。
在某些實施例中，本發明之方法包含鑑別特徵在於相對於健康對照個體而改變之微生物體及/或代謝物組的亞組。在某些實施例中，本發明之方法包含鑑別特徵在於與健康對照個體相似之微生物體及/或代謝物組的亞組。在某些實施例中，本發明之方法用於基於患者微生物體將患有IBS之患者分類至亞組。在某些實施例中，本發明之方法用於確定患有IBS之患者是否受益於能夠引起微生物相之有益變化及/或解決生態失調之治療諸如活的生物治療產品。在某些實施例中，如果IBS患者經分類為屬於特徵在於相對於健康對照個體而改變之微生物體及/或代謝物組的亞組，則可以認為該患者受益於能夠引起微生物相有益改變及/或解決生態失調之治療諸如活的生物治療產品。在某些實施例中，如果IBS患者經分類為屬於特徵在於與健康對照個體相似之微生物體及/或代謝物組的亞組，則可以認為該患者不受益於能夠引起微生物相改變及/或解決生態失調之治療諸如活的生物治療產品。 套組
本發明亦提供了包含用於進行本發明方法之試劑之套組，諸如包含用於偵測一或多種(諸如二或更多種)上文所述之細菌種、基因或代謝物之試劑之套組。因此，提供了用於實踐如上所提及之診斷IBS之標的方法之套組。該套組可經構形以收集生物樣品，例如尿液樣品或糞便樣品。在一個較佳實施方案中，該套組經構形以收集尿液樣品。該個體可疑似患有IBS。該個體可疑似患有IBS之風險增加。套組可包含經構形以接收生物樣品之可密封容器。套組可包含多核苷酸引子。多核苷酸可經構形用於擴增至少一種IBS相關之細菌之引子16S rRNA多核苷酸序列以形成經擴增之16S rRNA多核苷酸序列。套組可以包含用於偵測經擴增之16S rRNA序列之偵測試劑。套組可以包含使用說明。實例 概述
背景及目的：腸躁症候群(IBS)之診斷及分層係基於症狀及其他疾病之排除。尚不清楚發病機制是否在中央及/或在末端器官開始。一些患者之微生物相發生了改變。因此，進行了微生物體及代謝物組學剖析以鑑別該疾患之生物標誌物。
為了對患有IBS之患者進行基於證據之分層，進行了糞便樣品之總體基因體學研究以及與對照相比，患有IBS之患者之尿液及糞便之代謝物組學分析(根據Rome IV標準)。微生物體及代謝物組學識別標誌在IBS中很明顯，但它們獨立於傳統基於臨床症狀之IBS子集(IBS-D對IBS-C、IBS交替或混合)。
方法：納入80例患有IBS之患者(羅馬IV)及65例非IBS對照。收集人體量測學、醫學及飲食資訊，且糞便及尿液樣品用於微生物體及代謝物組學分析。對糞便進行散彈槍及16S rRNA擴增子定序，且藉由氣相層析術(GC)及液相層析術(LC)質譜法(MS)分析尿液及糞便代謝物。
結果：在IBS中飲食與微生物體之間的差異性聯繫以及代謝物組之改變係顯而易見的。患有IBS之患者之微生物相組成及預測之微生物體功能與對照顯著不同，但這些與IBS症狀亞型無關。IBS患者與對照之間的糞便代謝物組學輪廓亦顯著不同，且對於疾患而言具有辨識性。尿液代謝物組含有一系列預測性代謝物，但主要以飲食及用藥相關之代謝物為主。
結論：儘管有臨床異質性，但是IBS可藉由種、總體基因體學及糞便代謝物組學識別標誌來鑑別，該等識別標誌與IBS之基於症狀之亞型無關。此等發現可用於診斷IBS及開發IBS之精確療法。 實例 1-IBS 患者及對照之微生物相分析 材料及方法
個體招募：在科克大學醫院招募了80名年齡在16-70歲符合羅馬IV標準之IBS患者。患者之臨床亞型(15)如下：便秘型IBS (IBS-C)、混合型IBS (IBS-M)或腹瀉型IBS (IBS-D)。招募了65名年齡範圍相同且種族及地理區域相同之對照。表10列出了研究群體之描述性統計。
排除標準包括：納入研究前6週內使用抗生素；其他慢性疾病，包括胃腸道疾病；嚴重精神性疾病；除疝氣修補術或闌尾切除術以外之腹部手術。如果沒有最新結果，則對所有參與者進行注意標準血液分析，且對所有個體進行血清學檢查以排除乳糜泄。除必須滿足IBS之羅馬IV標準之外，對照群體之納入/排除標準與IBS群體相同。收集各參與者(IBS及對照)之胃腸道(GI)症狀史、精神症狀、飲食、病史及用藥資料，且使用以下問卷：布里斯托大便得分(BSS)、醫院焦慮與憂鬱量表(HADS)(24)、食物頻率問卷(FFQ)(25)。在研究開始之前，這項研究獲得了科克研究倫理委員會之倫理批准(協議編號：4DC001)，且所有參與者均提供了參加的書面知情同意書。
樣品收集：自所有參與者收集糞便及尿液樣品以進行微生物體及代謝物組學剖析。個體使用收集套組在家裡收集新排泄之糞便樣品，且在收集了新鮮尿液樣品的當天將樣品帶到診所。在樣品收集後數小時內，將樣品保存在4℃下直至送到實驗室在-80℃下保存。
微生物體剖析及總體基因體學-16S擴增子定序：使用Brown等人(26)所述之方法從冷凍糞便樣品(0.25 g)中提取基因體DNA且擴增。Brown等人(26)所述之方法之修改包括由0.5 g之0.1 mm氧化鋯珠及4x3.5 mm之玻璃珠組成的珠磨管。經由珠磨3x60 s循環使糞便樣品均質化，且在各循環之間在冰上冷卻。在0.8%瓊脂糖凝膠上可視化基因體DNA，且使用SimpliNano分光計(Biochrom™，US)對基因體DNA進行定量。PCR master mix使用2X Phusion Taq高保真Mix (Thermo Scientific，Ireland)及15 ng DNA。將所得PCR產物純化、定量，然後合併等莫耳量各擴增子，然後送至商業供應商(GATC Biotech AG，Konstanz，Germany)在MiSeq (2×250 bp)化學平台上進行定序。定序由德國GATC Biotech在Illumina MiSeq儀器上使用2×250 bp雙末端定序運行來進行。
微生物體分析及總體基因體學–16S擴增子定序：使用Qiagen DNeasy Blood & Tissue套組且按照製造商之說明，自144份冷凍糞便樣品(IBS：n = 80及對照：n = 64)中之各0.25 g中提取微生物DNA。一名對照個體沒有糞便樣品可供使用。使用由Illumina (San Diego，California，USA)開發之16S定序文庫製備Nextera協議進行16S rRNA基因擴增子製備及定序。使用PCR擴增15 ng各DNA糞便提取物，且靶向16S rRNA基因之V3-V4可變區之引子使用以下基因特異性引子： 16S擴增子PCR前向引子(S-D-Bact-0341-b-S-17) = 5' (SEQ ID NO: 40) TCGTCGGCAGCGTCAGATGTGTATAAGAGACAGCCTACGGGNGGCWGCAG 16S擴增子PCR反向引子(S-D-Bact-0785-a-A-21) 5' (SEQ ID NO: 41) GTCTCGTGGGCTCGGAGATGTGTATAAGAGACAGGACTACHVGGGTATCTAATCC
擴增子大小為531 bp。將產物純化，且藉由第二輪接頭PCR連接正向及反向條形碼。
微生物體剖析及總體基因體學-散彈槍定序：對於散彈槍定序，將各樣品之1 μg (濃度＞5 ng/μL)高分子量DNA送至德國GATC Biotech，以用於使用2×250 bp雙端化學在Illumina HiSeq平台(HiSeq 2500)上定序。這返回了2,714,158,144個原始讀長(2,612,201,598個經處理之讀長(read))，其中45.6%經映射至每個樣品平均222,945個基因家族，平均計數值為每個樣品8,924,302±2,569,353。
生物資訊學分析(16S擴增子定序)：返回了144位個體之Miseq 16S定序資料。由於從定序返回之讀長數太少而無法進行分析，因此移除3個樣品(2個IBS及1個對照)生成之資料，留下141個樣品(對照：n = 63，IBS n = 78)。合併原始擴增子序列數據且使用快速方法學(27)修剪讀長。使用USEARCH管線生成OTU表(28)。使用UPARSE算法以在97%相似度下將序列分群為OTU(29)。UCHIME嵌合體移除算法與Chimeraslayer一起使用以移除嵌合序列(30)。使用核糖體資料庫項目(RDP)分類學分類器為代表性OTU序列分配分類(28)，且生成了微生物相組成(豐度及多樣性)資訊。
生物資訊學分析(散彈槍總體基因體定序)：對於散彈槍總體基因體學，由於資料未通過QC或無可用樣品，未對6份對照樣品進行定序(對照：n = 59；IBS n = 80)。定序後獲得之原始讀長對之數量從5,247,013到21,280,723變化(平均值= 9,763,159±2,408,048)。根據人類微生物體計劃(HMP)聯盟之標準操作程序對讀長進行處理(31)。使用HUMAnN2管線生成總體基因體組成及功能輪廓(32)。對於各樣品，獲得了多個輪廓，其包括：演化支特有的基因資訊之微生物體成輪廓(使用MetaPhlAn2)、基因家族豐度、根據生物分層之途徑、總途徑覆蓋率及豐度。
機器學習：使用兩步方法，採用最小絕對緊縮與選擇算子(LASSO)特徵選擇，然後進行隨機森林(RF)建模(33)，將內部機器學習管線應用於各資料類型(16S、散彈槍、及尿液及糞便MS代謝物組學)。使用R軟體3.4.0版、使用針對LASSO特徵選擇之程式包glmnet 2.0-10版及R程式包隨機森林4.6-12版實現模型(34)。
各變量由來自78名IBS患者及64名對照之資料組成。首先，使用LASSO算法進行特徵選擇，以藉由有效選擇相關特徵來改善模型之準確度及可解釋性。此過程藉由參數λ調諧，針對各資料集使用網格搜索將參數最佳化。過濾訓練資料以僅包括由LASSO算法選擇之特徵，然後將RF用於建模，從而構建了1500棵樹。LASSO特徵選擇及RF建模均使用10倍交叉驗證(CV)進行，重複10次(10倍，10次重複，R程序包插入符號6.0-76版)，這生成了內部10倍預測，產生了預測樣品之IBS或對照分類之最佳模型。將此10倍交叉驗證程序重複十次，且報告曲線下平均面積(AUC)、靈敏度及專一性。結果 IBS 與對照之間的微生物體有差異，但 IBS 臨床亞型中的微生物體沒有差異
藉由16S rRNA擴增子定序之微生物相剖析以及微生物相組成資料之主坐標分析(PCoA)證實，患有IBS之個體之微生物相與對照不同(圖1a)，但有一定程度的重疊。
機器學習用於鑑別預測IBS及對照組之細菌分類群(圖1b)。這些分類群屬於瘤胃球菌科、毛螺菌科及擬桿菌屬科/屬。
機器學習(基於散彈槍資料)鑑別了6個預測IBS的屬，其包括毛螺菌科、震顫桿菌屬及糞球菌屬，曲線下面積(AUC)為0.835 (靈敏度：0.815且專一性：0.704；表1)。
在種水準下，鑑別了40種預測特徵(AUC為0.878；靈敏度：0.894，專一性：0.687，表2)，其包括在IBS中顯著更豐富之活潑瘤胃球菌及毛螺菌科種，而基於成對比較，腸道巴恩斯氏菌及靈巧糞球菌屬於在IBS中顯著較不豐富之分類群(表3)。這些變化與先前研究(10-12)一致，其中顯著差異豐富的分類群屬於瘤胃球菌科、毛螺菌科及擬桿菌門科/屬。
IBS之臨床亞型在源自16S剖析資料之微生物相β多樣性之PCoA中未分開(圖1c)。總體基因體散彈槍定序證實了將IBS個體與對照分開之16S剖析(圖2)。此外，在屬及種水準下之微生物相組成(如使用散彈槍序列資料所分配)強調了IBS與對照之間的微生物相組成差異。(圖1d)。注釋之總體基因體資料集之成對比較鑑別了根據生物分層之232條散彈槍途徑，與對照組相比，IBS組中之該等散彈槍途徑顯著較豐富(表4)。這些特別地包括許多胺基酸生物合成/降解途徑，其活性改變可能與IBS病理生理學有關(35)。
患有IBS之個體之總體基因體中較不豐富的其他途徑包括半乳糖降解、硫酸鹽還原、硫酸鹽同化及半胱胺酸生物合成，共同指示IBS中硫代謝降低。在IBS個體中，編碼12條途徑之基因更豐富，包括用於澱粉降解V的那些。在IBS組顯著較豐富的總計232條功能途徑中，113條與毛螺菌科或瘤胃球菌屬相關。討論
鑑別了IBS之種水準微生物體識別標誌，其包括一些廣泛的分類學組群(擬桿菌屬之豐度較低，毛螺菌科及瘤胃球菌科種之豐度升高)，以及32種分類群之清單，其集中之豐度值可以區分IBS及對照。區分患有IBS之個體與對照之微生物相之能力優於基於監督分裂的早期研究(10)，或無法區分對照與IBS微生物相的研究(12)，但亦報道在IBS個體及對照之對於焦慮、抑鬱、大便頻率及布里斯托大便形狀之表型方面沒有統計學差異。該IBS組之相對溫和的疾病症狀(12)可能使得難以鑑別微生物體識別標誌。支持這一點的是，在最近的IBS及IBD中之腸道微生物體之研究中，微生物體改變與醫師診斷之IBS組顯著相關，但在自我診斷之IBS亞組中較少且顯著性較低(36)。 實例 2-IBS 患者及對照之尿液代謝物組分析 材料及方法
如實例1中所述進行個體招募及樣品收集。
尿液FAIMS：使用自Arasaradnam等人(37)之方法修改之方案進行FAIMS分析，且在下文描述。此項技術中已知用於偵測代謝物之任何其他合適的方法可以用於本發明的方法中。將冷凍之(-80℃)尿液樣品在4℃下解凍隔夜，將5 mL各尿液樣品等分到20 mL玻璃小瓶中，且放入附接至Lonestar FAIMS儀器(Owlstone，UK)之ATLAS取樣器(Owlstone，UK)中。將樣品加熱至40℃且依次運行3次。
各樣品運行之流速超過500 mL/min潔淨乾燥空氣之樣品。
再添加補充空氣以產生2.5 L/min之總流速。在51個步驟中從0到99%之分散場，在512個步驟中從´+6 V到-6 V補償電壓掃描FAIMS，且偵測正離子及負離子以產生各樣品之非靶向揮發性有機物(VOC)輪廓。使用Savitzky-Golay濾波器(窗口大小=9，度=3)將各樣品在各DF下之訊號平滑化。基於針對正模式輸出為0.007之最佳化截止值及針對負模式輸出為-0.007之最佳化截止值對訊號進行修剪，以獲得感興趣之區域且降低基線噪聲。使用交叉相關將各DF下之訊號與經修剪之訊號對齊，使用平均訊號作為參考使它們具有可比性。由於FAIMS訊號之初始DF及較高DF沒有提供信息，因此考慮了對應於正模式及負模式之第17個DF至第42個DF的訊號。此等預處理步驟係使用具有相關程式包(Scipy 1.1版及Numpy 1.15.2版)之Python 2.7.11版中開發的定製程式執行的。為了進一步降低複雜度且保留資訊充足的資料，對各特徵向量執行峰度常態性檢驗，考慮原始p值＞0.1的特徵，且生成各種統計分析之最終輪廓。
尿液代謝物組資料之生物資訊學分析(FAIMS)：使用FAIMS分析之各尿液樣品產生具有約52,224個資料點的輪廓。生成各樣品之含有此等資料點之合併輪廓以進行預處理，以減少資料之噪聲、大小及複雜性。
尿液GC/LC MS：將5 mL冷凍尿液樣品在乾冰上送至德國波茨坦(Potsdam，Germany)之Metabolomic Discoveries (現在為Metabolon)。使用液相層析術(LC)及固相微萃取(SPME)氣相層析術(GC)進行非靶向代謝物組學分析，且使用電灑遊離質譜(ESI-MS)鑑別代謝物。亦藉由LC串聯式質譜法進行了短鏈脂肪酸(SCFA)分析。
對於尿液代謝物組學，參考各樣品中之尿液肌酸酐水準對代謝物之值進行正規化。
尿液代謝物組資料之生物資訊學分析(MS)：返回所有IBS個體(n = 80)及除2個對照以外之所有對照(n = 63)之尿液MS代謝物組學資料，因為這2個對照未通過QC或沒有可用樣品。從非靶向尿液代謝物組學分析返回共計2,887種代謝物，其中594種經鑑別。僅考慮峰值藉由尿液中之肌酸酐水準(mg/dl)經正規化的經鑑別之特徵用於進一步分析。
機器學習：使用兩步方法，採用最小絕對緊縮與選擇算子(LASSO)特徵選擇，然後進行隨機森林(RF)建模(38)，將內部機器學習管線應用於各資料類型(在此實例中，尿液MS代謝物組學)，如實例1中所述。使用R軟體3.4.0版、使用針對LASSO特徵選擇之程式包glmnet 2.0-10版及RF程式包隨機森林4.6-12版實現模型(34)。使用帶有線性核之支持向量機(SVM)，使用python 2.7及Scikit-Learn (0.19.2版)，測試了尿液FAIMS代謝物組學區分健康類別之能力(39)。使用峰度常態性檢驗選擇FAIMS輪廓之特徵。此等特徵經集中且縮放。將樣品分為訓練集及測試集，進行10倍交叉驗證。類別權重經平衡。其他參數設置為默認。沒有使用監督特徵選擇。結果 IBS 中之尿液代謝物組改變
將代謝物組學分析延伸至所有個體，最初聚焦於尿液作為非侵入性測試樣品。比較了兩種方法：針對揮發性有機物之高場不對稱波形離子遷移率光譜術(FAIMS)分析以及GC-MS及LC-MS。
FAIMS技術不直接鑑別辨識性代謝物，而是藉由離子化代謝物之特徵性羽流(plume)來分開樣品/個體。在無監督之分析中，FAIMS易於鑑別出對照及IBS之尿液樣品(圖4a)，但不能區分IBS臨床亞型(圖5)。
尿液代謝物組之GC/LC-MS分析亦將IBS患者與對照分開(圖4b)，且其準確度大於FAIMS (圖6a及6b)。
機器學習鑑別了預測IBS的四個尿液代謝物組學特徵(AUC 0.999；靈敏度：0.988，專一性：1.000)，此等尿液代謝物組學特徵反映出飲食組分(表5)。對照及IBS尿液代謝物組之成對比較鑑別了127種差異豐富之特徵(表6)。IBS個體中89種尿液代謝物顯著較不豐富，包括許多胺基酸諸如L-精胺酸，其為一氧化氮之生物合成前驅物，一氧化氮與黏膜防禦以及IBS病理生理學相關(40)。IBS中另外38種代謝物以顯著較高水準存在，包括醯基甘胺酸(N-十一醯基甘胺酸)及醯基肉鹼(癸醯基肉鹼)。此等組中代謝物之水準升高與脂肪酸氧化/代謝之改變及疾病相關(41,42,43)。討論
尿液代謝物組學對IBS具有高度辨識性。機器學習模型顯示，鑑別出之化合物主要與飲食或用藥相關。 實例 3-IBS 患者及對照之糞便代謝物組分析 材料及方法
如實例1中所述進行個體招募及樣品收集。
糞便GC/LC MS：將1 g冷凍糞便樣品在乾冰上送至德國波茨坦之Metabolomic Discoveries (現在為Metabolon)。對於LC-MS，在分析之前，將樣品乾燥且重懸浮至最終濃度為10 mg/400 μL。使用濕樣品進行GC-MS及SCFA分析。如先前針對尿液MS代謝物組學所述，進行了非靶向代謝物組學及SCFA分析。
糞便代謝物組資料之生物資訊學分析：返回所有IBS個體(n = 80)及除2個對照以外之所有對照(n = 63)之糞便MS代謝物組學資料，因為這2個對照未通過QC或沒有可用樣品。由服務提供商進行之非靶向糞便代謝物組學分析返回了2,933種代謝物，其中753種經鑑別。使用LC-MS鑑別之代謝物未經正規化，因為糞便樣品在樣品製備期間已以幹重(10 mg/400 μL)正規化。使用GC-MS鑑別之代謝物以對應樣品濕重正規化。僅考慮經鑑別之代謝物用於進一步分析。如先前針對尿液代謝物組所述，進行了機器學習分析。使用Wilcoxon秩和檢驗生成所有資料集之匯總統計，其中q值調整用於多重測試。
機器學習：使用兩步方法，採用最小絕對緊縮與選擇算子(LASSO)特徵選擇，然後進行隨機森林(RF)建模(38)，將內部機器學習管線應用於各資料類型(在此實例中，糞便MS代謝物組學)，如實例1中所述。使用R軟體3.4.0版、使用針對LASSO特徵選擇之程式包glmnet 2.0-10版及RF程式包隨機森林4.6-12版實現模型(39)。結果 IBS 中之糞便代謝物組改變
藉由GC/LC-MS之糞便代謝物組之分析將IBS患者與對照分開(圖4c)，但在臨床IBS亞型之間未觀察到差異(圖7)。應用到該資料集之機器學習鑑別出40種預測IBS的糞便代謝物(AUC：0.862，靈敏度：0.821且專一性：0.647；表7)，其包括胺基酸L-酪胺酸及L-精胺酸、膽汁酸UDCA、膽色素尿膽素以及脂肪酸氧化缺陷(44)指示劑十二烷二酸。
基於40個預測性種(表2)，應用於散彈槍種資料集之機器學習與糞便代謝物組學模型(AUC 0.878，靈敏度0.894及專一性0.687)相比產生略好的IBS預測模型。在32個預測性種中之11個中，腺苷核糖核苷酸從頭生物合成功能途徑顯著更豐富，這與腺苷為IBS排名第四之預測性代謝物產生共鳴。
代謝物之成對比較分析鑑別了128個顯著差異豐富之特徵，包括77個在IBS中顯著耗乏之特徵(表8)。51種糞便代謝物顯著更豐富，包括酪胺酸及離胺酸以及三種膽汁酸(BA)：[ST羥基](25R)-3α,7α-二羥基-5β-膽甾-27-醯基牛磺酸、[ST(2:0)]5β-膽酸-3,11-二烯-24-油酸以及UDCA，UDCA為IBS之預測性代謝物之一。BA影響腸中之吸水率，且可導致腹瀉(45)。
分析了亞組中膽汁酸代謝物之水準，且與對照個體相比，在IBS-D亞型中觀察到大多數膽汁酸類別(總BA、次級BA、硫酸化BA、UDCA及共軛BA)之顯著差異，如表9a中所示。此等差異與功能電位之改變相關，這由與次級BA、UDCA及總BA水準相關之熊去氧膽酸生物合成及甘膽酸鹽代謝途徑基因豐度反映(表9b)。在各組中，初級BA及牛磺酸:甘胺酸結合BA沒有顯著差異。針對次級BA、硫酸化BA及UDCA以及牛磺酸:甘胺酸結合BA，Dior及其同事(46)報道了類似結果(在較小之IBS/對照組中)。
因此，IBS患者及對照中糞便微生物體組成及預測功能之差異藉由兩種樣品類型中經量測之代謝物組之差異來反映。討論
在此顯示，患有IBS之患者之微生物體與對照組之微生物體不同，且這在糞便代謝物組輪廓中得到反映。但是，總體基因體及代謝物組組態不區分所謂IBS之臨床亞型(IBS-C、IBS-D、IBS-M)。
糞便代謝物組與微生物相之分類學及功能資料相關性很好。 實例 4- 用替代性機器學習管線之 IBS 患者及對照之糞便代謝物組分析 材料及方法
如實例1中所述進行個體招募及樣品收集。
糞便GC/LC MS：將1 g冷凍糞便樣品在乾冰上送至德國波茨坦之Metabolomic Discoveries (現在為Metabolon)。對於LC-MS，在分析之前，將樣品乾燥且重懸浮至最終濃度為10 mg/400 μL。使用濕樣品進行GC-MS及SCFA分析。如先前針對尿液MS代謝物組學所述，進行了非靶向代謝物組學及SCFA分析。
糞便代謝物組資料之生物資訊學分析：返回所有IBS個體(n = 80)及除2個對照以外之所有對照(n = 63)之糞便MS代謝物組學資料，因為這2個對照未通過QC或沒有可用樣品。由服務提供商進行之非靶向糞便代謝物組學分析返回了2,933種代謝物，其中753種經鑑別。使用LC-MS鑑別之代謝物未經正規化，因為糞便樣品在樣品製備期間已以幹重(10 mg/400 μL)正規化。使用GC-MS鑑別之代謝物以對應樣品濕重正規化。僅考慮經鑑別之代謝物用於進一步分析。如先前針對尿液代謝物組所述，進行了機器學習分析。使用Wilcoxon秩和檢驗生成所有資料集之匯總統計，其中q值調整用於多重測試。
機器學習：將內部機器學習管線應用於糞便代謝物組學資料。本實例中使用之機器學習管線與實例1至3中使用之機器學習管線相似，但包含額外最佳化及驗證步驟，在十倍交叉驗證中使用兩步法。在各驗證倍數中，進行最小絕對緊縮與選擇算子(LASSO)特徵選擇，然後進行隨機森林(RF)建模，且針對在交叉驗證訓練子集之外的交叉驗證測試資料驗證經最佳化之模型。
將經分類之糞便代謝物組樣品輪廓進行log10 轉換，之後在機器學習管線中進行分析。然後使用經轉換之輪廓將樣品分類為IBS (80個樣品)或對照(63個樣品)。然後在機器學習管線中分析經分類之樣品。
圖9示出了本實例中使用之機器學習管線。首先將經分類之糞便代謝物組樣品輪廓分為訓練集及測試集。然後將訓練集用於生成最佳λ範圍，以供LASSO算法使用。使用先前所述之交叉驗證LASSO且使用glmnet程式包(2.0-18版)生成最佳λ範圍。最佳λ範圍之預先確定減少了運行管線之計算時間，且無需使用者手動指定範圍。
確定λ範圍後，基於其類別機率為樣品分配權重。在此步驟中分配給訓練樣品之權重用於所有後續適用步驟中。
然後將實質上如實例1至3中所述之LASSO算法應用於加權訓練樣品。在本實例中，LASSO算法使用了先前計算之最佳λ範圍，且使用了Caret (在本實例中為6.0-84版)及glmnet (在本實例中為2.0-18版)程式包，使用10倍內部交叉驗證，重複10次來計算ROC AUC (接受者操作特徵，曲線下面積)度量。提取藉由經最佳化之LASSO算法所鑑別之特徵係數，且選擇具有非零係數之特徵進行進一步分析。在圖9中，N表示LASSO算法返回之特徵數。若LASSO選擇之特徵數少於5，則所有特徵(LASSO之前)都將用於生成隨機森林，即隨機森林生成器忽略LASSO過濾。若LASSO選擇之特徵數大於或等於5，則僅LASSO選擇之特徵用於生成隨機森林(下游分類器生成)；否則，考慮所有特徵用於分類器生成步驟。
使用LASSO進行特徵選擇後，使用如N所確定之選定特徵或所有特徵生成經最佳化之隨機森林分類器(具有1500棵樹)。此經最佳化之隨機森林分類器可用於預測外部測試倍數。藉由調諧「mtry」參數以最大化ROC AUC度量，使用Caret (6.0-84版)及內部交叉驗證進行隨機森林生成。針對調諧，若所選特徵之數量大於或等於5，則mtry範圍為1至所選特徵數之平方根，否則範圍為1至6。然後將經最佳化之隨機森林分類器應用於測試集，且經由AUC、靈敏度及專一性度量來計算分類器之性能。
LASSO特徵選擇及RF建模均在10倍交叉驗證(CV)內進行，其生成了內部10倍預測模型，從而預測樣品之IBS或對照分類。將此10倍交叉驗證程序重複十次，且報告平均AUC、靈敏度及專一性。然後，將經最佳化之模型用於預測交叉驗證測試子集，且由十倍交叉驗證(AUC、靈敏度及專一性)計算最終分類器性能度量。結果 糞便代謝物組預測 IBS
研究了經最佳化之隨機森林分類器將樣品分類為IBS或對照之預測能力。外部驗證為10倍交叉驗證。內部驗證為10倍交叉驗證，重複10次。
性能匯總及特徵細節如表13所示。由LASSO選擇之係數小於零之特徵與IBS相關，而正係數與對照相關。總體而言，對於十倍，ROC AUC平均值為0.686 (±0.132)。靈敏度及專一性分別為0.737 (±0.181)及0.476 (±0.122)。觀察到準確度為0.622±0.095。
亦使用pROC程式包(1.15.0版本)及Youden J評分對分類臨限進行最佳化，以達成最大靈敏度及專一性。獲得之靈敏度及專一性之經最佳化之值分別為0.55及0.794。亦對臨限進行最佳化，以使專一性＞=0.9。在等於0.689之臨限下，靈敏度及特異性之因此獲得之經最佳化之值分別為0.288及0.905。
分析鑑別了158種預測IBS的代謝物，此等代謝物列於表13。RF特徵重要性最高的代謝物包括L-苯丙胺酸、腺苷及MG (20:3(8Z,11Z,14Z)/0:0/0:0)。與健康對照小鼠相比，在IBS小鼠之糞便提取物中發現參與苯丙胺酸之關鍵代謝途徑的苯乙胺之水準增加(47)，表明糞便苯丙胺酸水準與IBS之間存在聯繫，這與本發明研究結果一致。預測IBS的其他代謝物包括胺基酸L-丙胺酸、L-精胺酸、酪胺酸及肌苷，肌苷先前經報道為IBS之生物標誌物(連同腺苷)。經鑑別之代謝物亦包括十二烷二酸，如實例3中所論述，其為脂肪酸氧化缺陷之指示劑(32)。討論
在此顯示，患有IBS之患者之糞便代謝物組輪廓與對照不同。該觀察與使用不同的機器學習管線獲得之結果一致，如實例3中所述。 實例 5– 用替代性機器學習管線之基因家族之共同豐度分析 材料及方法
如實例1中所述進行個體招募及樣品收集。
共豐度分群：使用基因家族豐度鑑別了代表總體基因體定義之種變數之共同豐富基因(CAG)聚類。實例1中詳細描述了基因家族豐度之生產，但是為了完整性，下面亦進行了詳細描述。
微生物體剖析及總體基因體學：使用Brown等人(26)所述方之法從冷凍糞便樣品(0.25 g)中提取基因體DNA且擴增。
微生物體剖析及總體基因體學-散彈槍定序：基因體DNA提取如上所述。對於散彈槍定序，將各樣品之1 μg (濃度＞5 ng/μL)高分子量DNA送至德國GATC Biotech，以用於使用2×250 bp雙端化學在Illumina HiSeq平台(HiSeq 2500)上定序。這返回了2,714,158,144個原始讀長(2,612,201,598個經處理之讀長(read))，其中45.6%經映射至每個樣品平均222,945個基因家族，平均計數值為每個樣品8,924,302±2,569,353。
生物資訊學分析(16S擴增子定序)：返回了144位個體之Miseq 16S定序資料。由於從定序返回之讀長數太少而無法進行分析，因此移除3個樣品(2個IBS及1個對照)生成之資料，留下141個樣品(對照：n = 63，IBS n = 78)。合併原始擴增子序列數據且使用快速方法學(27)修剪讀長。使用USEARCH管線生成OTU表(28)。使用UPARSE算法以在97%相似度下將序列分群為OTU (29)。UCHIME嵌合體移除算法與Chimeraslayer一起使用以移除嵌合序列(30)。使用核糖體資料庫項目(RDP)分類學分類器為代表性OTU序列分配分類(28)，且生成了微生物相組成(豐度及多樣性)資訊。
生物資訊學分析(散彈槍總體基因體定序)：對於散彈槍總體基因體學，由於資料未通過QC或無可用樣品，未對6份對照樣品進行定序(對照：n = 59；IBS n = 80)。定序後獲得之原始讀長對之數量從5,247,013到21,280,723變化(平均值= 9,763,159±2,408,048)。根據人類微生物體計劃(HMP)聯盟之標準操作程序對讀長進行處理(31)。使用HUMAnN2管線生成總體基因體組成及功能輪廓(32)。對於各樣品，獲得了多個輪廓，其包括：演化支特有的基因資訊之微生物體成輪廓(使用MetaPhlAn2)、基因家族豐度、途徑覆蓋率及豐度。
在使用HUMAnN2管線自基因家族豐度鑑別出代表總體基因體定義之種變數的共同豐富基因聚類之後，使用經改良之冠層聚類算法對基因家族進行了共同豐富分析(Nielsen et al., 2014)(48)。使用藉由使用HUMAnN2方法之種分層之1,706,571個基因家族(UniRef90資料庫)之相對豐度，對139個樣品(IBS (80個樣品)或對照(59個樣品))以默認參數運行冠層聚類算法(Franzosa et al., 2018)(32)。
過濾所得基因家族聚類以保留至少90%之聚類訊號來自多於三種樣品且含有多於兩個基因家族的聚類。如Nielsen等人, 2014 (48)所建議，此舉為了移除由異常值引起或值太少之聚類。過濾後剩餘之聚類稱為共同豐富群或CAG。
CAG之豐度指數：藉由奇異值分解(SVD)，如在主成分分析(PCA)中使用帶有默認參數之dudi.pca命令(R中之ade4程式包，R版本3.5.1)所實施來生成CAG之豐度指數。提取第一個主成分作為索引，且使用CAG內所有值之Spearman相關性將索引與CAG基因豐度中位數進行比較，從而用索引校正方向性。返回負相關性之CAG藉由反轉該CAG之主成分值進行校正。然後藉由自各CAG值中減去CAG之最小值來縮放主成分值。
分配CAG分類： 由於各CAG由多個基因家族組成，因此藉由報告CAG中與基因家族相關之最常見之屬及種連同其組成之CAG之百分比，分配CAG分類。對於屬或種代表了大於60%之基因家族之CAG，分配了分類。
CAG結果：在每個CAG過濾至少3個基因家族之後，散彈槍資料集中之菌株水準資訊(以CAG表示)由總共955個CAG組成。CAG具有平均41.09個基因家族，且最多3,174個基因家族。樣品間CAG之分佈稀疏，每個樣品之CAG平均數量為31.86 (佔所有955個CAG之3.34%)，且在任何樣品中觀測到之CAG之最大數量為80 (佔CAG之8.38%)。所獲得之CAG聚類輪廓用於基於肯德爾相關計算樣品間相關距離。基於此β多樣性度量之主坐標分析顯示，IBS與對照之間有顯著分裂(圖2，PMANOVA p值＜0.001，vegan文庫)，如圖10所示。在IBS亞型之間未觀察到顯著分裂(PMANOVA p值=0.919)。
機器學習：在初步多變數分析之後，將實例4中所述之內部機器學習管線應用於CAG輪廓。結果 CAG 聚類輪廓預測 IBS (IBS 相對於對照 )
在增加生物訊號同時降低總體基因體學資料複雜性之資訊充足的方法為將讀長組裝成共同豐富基因群或CAG，代表菌株水準變數，且通常被稱為總體基因體種。研究了使用CAG聚類輪廓作為輸入資料生成之經最佳化之隨機森林分類器將樣品分類為IBS或對照之預測能力。外部驗證為10倍CV，而最佳化之內部驗證為10倍CV重複10次。
對此等菌株水準變數之分析顯著地區分IBS與對照，如圖17所示。
表14中描述了性能匯總及特徵細節。由LASSO選擇之係數小於零之特徵與IBS相關而正係數與對照相關。
將機器學習應用於總體基因體種(CAG)資料集產生了基於136個預測性特徵的IBS預測模型(表14)。總體而言，對於十倍，ROC AUC平均值為0.814 (±0.134)。靈敏度及專一性分別為0.875 (±0.102)及0.497 (±0217)。觀察到準確度為0.713±0.134。
使用pROC程式包及Youden J評分對分類臨限進行最佳化，以達成最大靈敏度及專一性。獲得之靈敏度及專一性之經最佳化之值分別為0.75及0.797。亦對臨限進行最佳化，以使專一性等於或大於(＞=)0.9。在等於0.791之臨限下，靈敏度及特異性之因此獲得之經最佳化之值分別為0.3875及0.915。
因此，分析鑑別了136個預測IBS的CAG (表14)。CAG之分類分配為稀疏的，大多數特徵尚未分類，但是經分配之特徵與物種水準分析廣泛一致。經分配分類之CAG包括與埃希氏桿菌屬、梭菌屬及鏈球菌屬等相關CAG。在種水準下，預測性CAG包括與大腸桿菌、咽峽炎鏈球菌、約氏副擬桿菌、格氏鏈球菌、鮑氏梭菌、血蘇黎士桿菌 及xylaniphila副普雷沃菌等相關CAG。亦鑑別了多個與個體菌株相關之CAG，包括梭菌目細菌1_7_47FAA、真桿菌屬3_1_31、毛螺菌科細菌5_1_57FAA及梭菌科細菌JC118。討論
在此顯示，患有IBS之患者之微生物體與對照組之微生物體不同，且機器學習可應用於基因之共同豐度分群以可靠地偵測IBS。
鑑別了包含136個總體基因體種之IBS之菌株水準微生物體識別標誌。藉由無監督分析，IBS與對照之微生物相之間的間隔超過了先前報道(10, 12)的間隔。16S擴增子資料集之局限性以及相對溫和疾病症狀可能導致無法在一份報告中鑑別微生物體識別標誌(12)。此外，微生物體改變與醫師診斷之IBS顯著相關，但與自我報告之羅馬準則IBS則不那麼相關(36)。 實例 6– 使用非監督學習之 IBS 亞型之分層 背景
當前基於佔優症狀將患者分層為臨床亞型之方法具有顯著局限性。本實例使用微生物體剖析將IBS患者分層為亞組。材料及方法
個體招募：總計142個樣品用於分析。透過科克大學醫院之腸胃科診所，在醫院、GP時間及購物中心之廣告，以及向大學職員發送電子郵件來招募患者。選擇80名符合羅馬III/IV標準且符合納入/排除標準之IBS患者及65名健康對照。由於樣品特定資料集之可用性不同，因此不是每次分析均使用所有樣品(表15)。例如，來自3個樣品之定序資料質量太差，以致於不能與其餘142個樣品之資料一起包括，因此將其從分析中移除。
微生物體剖析：如實例1中所述，使用16S rRNA擴增子定序對樣品進行定序。所得表顯示了所有142個樣品中各分類群之豐度量度。若OTU存在於30%或更少之樣品中，則將它們從表中過濾掉。
機器學習：使用無監督學習對樣品進行分組。微生物體OTU表之熱圖係與使用Ward2系統樹圖及Canberra距離量測應用之分層分群一起生成。結果 樣品之描述性分析
在分析之142個樣品中，64個樣品為健康對照，其餘78個樣品為IBS。在這78個中，一組29個經診斷為IBS-C亞型，一組20個經診斷為IBS-D亞型，且一組29個經診斷為IBS-M亞型。亞型之 鑑別
分層分群鑑別了4個聚類(圖11)。四個聚類顯示IBS與健康對照之不均分佈。健康與IBS之間以及IBS內部之此種改變之β多樣性為鑑別三個IBS亞組(IBS-1、IBS-2、IBS-3)提供了基礎。IBS-1及IBS-2亞組分別與聚類1及2相關，而與健康對照(聚類3及4)共通分群之IBS樣品經分組為IBS-3亞組。在實例7-9中，所有健康對照樣品被視為單獨組。討論
在此顯示，應用於微生物體資料之分層分群可用於定義IBS群體內表型不同之亞組。 實例 7–IBS 亞組之微生物譜剖析及差異豐度分析 ( 屬水準 ) 材料及方法
受試者：研究與實例6中相同之個體。表15中顯示了本實例中分析之樣品數量。
α多樣性分析：使用與實例6中相同之OTU資料。觀察到之種(豐富度)為定義為樣品中獨特OTU之數量的多樣性之量度。使用ANOVA進行統計分析。
β多樣性之分析：使用Canberra距離之主成分分析來分析三個IBS亞組中16S資料多樣性之差異。使用成對置換MANOVA (adonis函數，R中之vegan文庫)進行統計分析。進行以下六組成對比較： 1.    IBS-1亞組相對於健康(顯著)。 2.    IBS-1亞組相對於IBS-2亞組(顯著)。 3.    IBS-1亞組相對於IBS-3亞組(顯著)。 4.    IBS-2亞組相對於IBS-3亞組(顯著)。 5.    IBS-2亞組相對於健康(顯著)。 6.    IBS-3亞組相對於健康(不顯著)。
差異豐度分析：使用DESeq2管線進行統計分析(R文庫：DESeQ2)。對於上述六組成對比較，鑑別了在屬水準下的差異豐富分類群。結果 亞組中的 α 多樣性之差異
將實例1之亞組分層應用於OTU表，且使用各組內觀察到之種度量分析α多樣性顯示所有4個組之間有顯著差異，如圖12所示。16S 資料之 β 多樣性之主坐標分析
使用Canberra距離之主坐標分析在屬水準下對三個IBS亞組進行之β多樣性分析，其結果如圖13所示，再次顯示了在分群分析中觀察到之各組之明顯分開(實例1)。所有組之成對置換MANOVA測試表明，在6組成對比較中，5組顯著不同，IBS-3亞組相對於健康組不顯著，表明健康組與IBS-3亞組之間沒有明顯分裂。
結果表明，IBS-3亞組可以聲稱具有類正常微生物相組成，如藉由與健康對照沒有分開所證明。
表16匯總了實例7-9之主坐標分析結果。差異豐度分析 - 屬水準
表17顯示了本研究中鑑別之差異豐富之屬。對於IBS-1亞組與健康組之比較，總共有23個顯著分類群，其中6個豐度增加(經調整之p值＜0.05)。在IBS-2亞組相對於健康組之情況下，有13個顯著分類群，其中6個豐度增加(經調整之p值＜0.05)，且與健康組相比，IBS-3亞組鑑別出僅1個顯著分類群(經調整之p值＜0.05)，其豐度增加(表17)。值得注意的是，觀察到在兩個改變之IBS組(IBS-1及IBS-2亞組)中，布勞特氏菌屬及埃格特菌屬均增加。兩個改變之IBS組中之丁酸鏈球菌屬、糞球菌屬及普雷沃菌屬減少。範永氏球菌屬(Veillonella )為類正常IBS組(IBS-3亞組)中唯一增加之屬。
亦將IBS-1及IBS-2亞組與類正常IBS-3亞組進行了比較。結果顯示於表18中。如所預期的，IBS-1及IBS-2亞組與IBS-3亞組相比之屬水準變化與IBS-1及IBS-2亞組與健康對照相比之屬水準變化相似(表17)。與健康組相比相似，布勞特氏菌屬及埃格特菌屬之豐度均增加，而普雷沃菌屬之豐度下降。與類正常IBS組(IBS-3)相比，兩個改變之IBS組中黃桿菌屬之豐度亦增加，而與健康組相比則不為這種情況。討論
在此顯示，實例6中鑑別之IBS亞組具有不同的微生物體輪廓。鑑別出多個差異豐富屬，其在特定之亞組中增加或減少。這可對於未來的分層為資訊充足的。 實例 8–IBS 亞組之總體基因體剖析及差異豐度分析 ( 種水準 ) 材料及方法
受試者：研究與實例6及實例7中相同之個體。表15中顯示了本實例中分析之樣品數量。
總體基因體剖析：如實例1中所述，使用散彈槍定序對樣品進行定序。使用FASTQC及MultiQC進行讀長之質量評估。使用Humann2管線(其包括metaphlan2)以確定在種水準下分類群之豐度量度。簡而言之，將顯示各分類法之相對豐度的humann2管線之輸出文件合併到所有樣品中各分類法之相對豐度值之單個表中。可以藉由將各相對豐度值乘以含有各相對豐度值之樣品中讀長之總數，並取結果值之整數部分來推斷與各相對豐度值關聯之計數數量。然後，最終輸出為所有142個樣品中種水準分類群之計數表。同樣，若分類群存在於30%或更少之樣品中，則將它們從表中移除。
β多樣性之分析：如實例6中所述進行主坐標分析。
差異豐度分析：如實例7中所述進行統計分析。對於相同的六組成對比較，鑑別了在種水準下的差異豐富代謝物。結果 總體基因體資料之 β 多樣性之主坐標分析
如圖14中所示，保留來自實例6之分群用於總體基因體資料集。在與微生物體分析(實例7)相同的成對比較中進行之置換MANOVA測試顯示，分層樣品之總體基因體β多樣性與微生物體β多樣性在顯著性差異方面相同(表16)。差異豐度分析 - 種水準
與實例7一樣，使用交叉矩陣來描述組間豐度增加或減少之分類群(表19)。矩陣容易捕獲所有IBS組之間的差異，從而顯示各IBS組與健康組之間相對於在種豐度之顯著性的異同。在交叉矩陣之類正常列中不存在任何種之情況下，反映出類正常IBS組在種豐度方面與健康組基本相同之事實(表19)。對於改變之IBS組，IBS-1及IBS-2亞組中活潑瘤胃球菌之豐度都增加。與健康組相比，兩個改變之IBS組中梭菌屬之三個不同種之豐度亦增加。
使用相同的交叉矩陣方法，亦研究了與類正常IBS組(IBS-3)相比，在改變之IBS組(IBS-2及IBS-3)中哪些種為顯著差異豐富的。結果顯示於表20中。觀察到顯著的差異。首先，在IBS-1亞組與IBS-3亞組之間沒有發現顯著差異豐富的種。其次，與IBS-3亞組相比，在IBS-2亞組中僅有4個顯著差異豐富的物種。其中，活潑瘤胃球菌及梭菌屬之豐度顯著增加。兩個改變之IBS組之間的比較亦顯示數量極少的顯著差異豐富之種。討論
值得注意的是，此處觀察到的改變之IBS組(IBS-1及IBS-2)與類正常(IBS-3)及健康個體之分開(圖14)與微生物體分析(實例7，圖13)所觀察到的極為相似。
這項研究亦表明，IBS亞組中有多個顯著差異豐富之種，而IBS-3組與健康個體之間卻沒有。
總之，該研究表明，實例6中鑑別之IBS亞組具有不同之總體基因體學輪廓，這可對於未來的分層為資訊充足的。 實例 9–IBS 亞組之代謝物組學剖析及差異豐度分析 材料及方法
受試者：研究與實例6-8中相同之個體。表15中顯示了本實例中分析之樣品數量。
代謝物組剖析：如實例2及3中分別所述，除未進行SFCA分析之外，使用LC/GC-MS量測各樣品中尿液及糞便代謝物之代謝物組數量。輸出量測值為雷射強度，且可以訊號形式視為光譜儀上之峰。將所有樣品之結果整理為在所有142個樣品中偵測之各代謝物之峰值矩陣。將尿液峰值正規化為肌酸酐值。將糞便峰值正規化為樣品幹重(LC)或樣品濕重(GC)。
β多樣性之分析：如實例6中所述進行主坐標分析。結果 糞便及尿液代謝物組學資料之 β 多樣性分析之主坐標分析
使用來自代謝物組學結果之經正規化之峰值資料以及來自實例6-8之分層，確定了改變之IBS組、類正常IBS組與健康組之間的β多樣性。糞便及尿液代謝物組學資料之主坐標分析結果分別顯示在圖15及圖16中。就糞便代謝物組學樣品而言，所有六個成對比較之置換MANOVA測試顯示，各組之間的分開之顯著性與先前針對微生物體樣品及總體基因體樣品發現的完全相同(表16)。然而，就尿液代謝物組學樣品而言，β多樣性分析顯示出各組之間的分開之顯著性與其他輪廓相比不同。尿液代謝物組學成對比較之各組之分開之置換MANOVA結果顯示，IBS組(IBS-1、IBS-2及IBS-3)與健康組僅3個成對比較之分開具有顯著性(表16)。值得注意的是，在尿液代謝物組學資料集中，類正常IBS-3組與健康組之間有顯著分開(圖16)；然而，未顯著分開的IBS-3亞組及健康個體之相反結果為微生物體、總體基因體(實例7及8)及糞便代謝物組學(圖15)資料集之特徵。討論
在此顯示，實例6中鑑別之IBS亞組具有不同的糞便代謝物組學輪廓。針對尿液代謝物組學資料獲得之結果不同於針對微生物體、總體基因體學及糞便代謝物組學資料獲得之結果。這可對於未來的分層為資訊充足的。 實例 10- 用替代性機器學習管線之 IBS 患者及對照之尿液代謝物組分析 材料及方法
如實例1中所述進行個體招募及樣品收集。
尿液FAIMS：使用自Arasaradnam等人(37)之方法修改之方案進行FAIMS分析，且在下文描述。此項技術中已知用於偵測代謝物之任何其他合適的方法可以用於本發明的方法中。將冷凍之(-80℃)尿液樣品在4℃下解凍隔夜，將5 mL各尿液樣品等分到20 mL玻璃小瓶中，且放入附接至Lonestar FAIMS儀器(Owlstone，UK)之ATLAS取樣器(Owlstone，UK)中。將樣品加熱至40℃且依次運行3次。
各樣品運行之流速超過500 mL/min潔淨乾燥空氣之樣品。再添加補充空氣以產生2.5 L/min之總流速。在51個步驟中從0到99%之分散場，在512個步驟中從´+6 V到-6 V補償電壓掃描FAIMS，且偵測正離子及負離子以產生各樣品之非靶向揮發性有機物(VOC)輪廓。使用Savitzky-Golay濾波器(窗口大小=9，度=3)將各樣品在各DF下之訊號平滑化。基於針對正模式輸出為0.007之最佳化截止值及針對負模式輸出為-0.007之最佳化截止值對訊號進行修剪，以獲得感興趣之區域且降低基線噪聲。使用交叉相關將各DF下之訊號與經修剪之訊號對齊，使用平均訊號作為參考使它們具有可比性。由於FAIMS訊號之初始DF及較高DF沒有提供信息，因此考慮了對應於正模式及負模式之第17個DF至第42個DF的訊號。此等預處理步驟係使用具有相關程式包(Scipy 1.1版及Numpy 1.15.2版)之Python 2.7.11版中開發的定製製程式執行的。為了進一步降低複雜度且保留資訊充足的資料，對各特徵向量執行峰度常態性檢驗，考慮原始p值＞0.1的特徵，且生成各種統計分析之最終輪廓。
尿液代謝物組資料之生物資訊學分析(FAIMS)：使用FAIMS分析之各尿液樣品產生具有約52,224個資料點的輪廓。生成各樣品之含有此等資料點之合併輪廓以進行預處理，以減少資料之噪聲、大小及複雜性。
尿液GC/LC MS：將5 mL冷凍尿液樣品在乾冰上送至德國波茨坦(Potsdam，Germany)之Metabolomic Discoveries (現在為Metabolon)。使用液相層析術(LC)及固相微萃取(SPME)氣相層析術(GC)進行非靶向代謝物組學分析，且使用電灑遊離質譜(ESI-MS)鑑別代謝物。亦藉由LC串聯式質譜法進行了短鏈脂肪酸(SCFA)分析。
對於尿液代謝物組學，參考各樣品中之尿液肌酸酐水準對代謝物之值進行正規化。
尿液代謝物組資料之生物資訊學分析(MS)：返回所有IBS個體(n = 80)及除2個對照以外之所有對照(n = 63)之尿液MS代謝物組學資料，因為這2個對照未通過QC或沒有可用樣品。從非靶向尿液代謝物組學分析返回共計2,887種代謝物，其中594種經鑑別。僅考慮峰值藉由尿液中之肌酸酐水準(mg/dl)經正規化的經鑑別之特徵用於進一步分析。
機器學習：將內部機器學習管線應用於尿液代謝物組學資料。本實例中使用之機器學習管線與實例1至3中使用之機器學習管線相似，但包含額外最佳化及驗證步驟，在十倍交叉驗證中使用兩步法。在各驗證倍數中，進行最小絕對緊縮與選擇算子(LASSO)特徵選擇，然後進行隨機森林(RF)建模，且針對在交叉驗證訓練子集之外的交叉驗證測試資料驗證經最佳化之模型。
將經分類之尿液代謝物組樣品輪廓進行log10轉換，之後在機器學習管線中進行分析。然後使用經轉換之輪廓將樣品分類為IBS (80個樣品)或對照(63個樣品)。然後在機器學習管線中分析經分類之樣品。
圖9示出了本實例中使用之機器學習管線。首先將經分類之糞便代謝物組樣品輪廓分為訓練集及測試集。然後將訓練集用於生成最佳λ範圍，以供LASSO算法使用。使用先前所述之交叉驗證LASSO且使用glmnet程式包(2.0-18版)生成最佳λ範圍。最佳λ範圍之預先確定減少了運行管線之計算時間，且無需使用者手動指定範圍。
確定λ範圍後，基於其類別機率為樣品分配權重。在此步驟中分配給訓練樣品之權重用於所有後續適用步驟中。
然後將實質上如實例1至3中所述之LASSO算法應用於加權訓練樣品。在本實例中，LASSO算法使用了先前計算之最佳λ範圍，且使用了Caret (在本實例中為6.0-84版)及glmnet (在本實例中為2.0-18版)程式包，使用10倍內部交叉驗證，重複10次來計算ROC AUC (接受者操作特徵，曲線下面積)度量。提取藉由經最佳化之LASSO算法所鑑別之特徵係數，且選擇具有非零係數之特徵進行進一步分析。在圖9中，N表示LASSO算法返回之特徵數。若LASSO選擇之特徵數少於5，則所有特徵(LASSO之前)都將用於生成隨機森林，即隨機森林生成器忽略LASSO過濾。若LASSO選擇之特徵數大於或等於5，則僅LASSO選擇之特徵用於生成隨機森林(下游分類器生成)；否則，考慮所有特徵用於分類器生成步驟。
使用LASSO進行特徵選擇後，使用如N所確定之選定特徵或所有特徵生成經最佳化之隨機森林分類器(具有1500棵樹)。此經最佳化之隨機森林分類器可用於預測外部測試倍數。藉由調諧『mtry』參數以最大化ROC AUC度量，使用Caret (6.0-84版)及內部交叉驗證進行隨機森林生成。針對調諧，若所選特徵之數量大於或等於5，則mtry範圍為1至所選特徵數之平方根，否則範圍為1至6。然後將經最佳化之隨機森林分類器應用於測試集，且經由AUC、靈敏度及專一性度量來計算分類器之性能。
LASSO特徵選擇及RF建模均在10倍交叉驗證(CV)內進行，其生成了內部10倍預測模型，從而預測樣品之IBS或對照分類。將此10倍交叉驗證程序重複十次，且報告平均AUC、靈敏度及專一性。然後，將經最佳化之模型用於預測交叉驗證測試子集，且由十倍交叉驗證(AUC、靈敏度及專一性)計算最終分類器性能度量。結果
將代謝物組學分析延伸至其於所有個體之應用，最初聚焦於尿液作為非侵入性測試樣品。比較了兩種方法：揮發性有機物之FAIMS分析以及聯合GC-MS/LC-MS。FAIMS技術不直接鑑別辨識性代謝物，而是藉由離子化代謝物之特徵性羽流(plume)來分開樣品/個體。在無監督之分析中，FAIMS易於鑑別出對照及IBS之尿液樣品(圖4a)，但不能區分IBS臨床亞型(圖5)。尿液代謝物組之GC/LC-MS分析亦將IBS患者與對照分開(圖4b)，且其準確度大於FAIMS (圖6a及6b)。
機器學習鑑別了預測IBS的尿液代謝物組學特徵(AUC 1.000；靈敏度：1.000，專一性：0.97，參見表21a及21b)。為高度預測的特徵包括飲食組分諸如表兒茶素硫酸盐及苜蓿酸3-O-b-D-葡萄糖醛酸苷，但亦包括醯基甘胺酸(N-十一醯基甘胺酸)及醯基肉鹼(癸醯基肉鹼)(表21a及21b)。對照及IBS尿液代謝物組之成對比較鑑別了127種差異豐富之特徵(表6)。IBS個體中89種尿液代謝物顯著較不豐富，包括許多胺基酸諸如L-精胺酸，其為一氧化氮之生物合成前驅物，一氧化氮與黏膜防禦以及可能IBS病理生理學相關。IBS中另外38種代謝物以顯著較高水準存在，包括醯基甘胺酸(N-十一醯基甘胺酸)及醯基肉鹼(癸醯基肉鹼)。此等組中代謝物之水準升高與脂肪酸氧化/代謝之改變及疾病相關。討論
儘管尿液代謝物組學對IBS具有高度辨識性，但機器學習分析顯示，鑑別之化合物主要為飲食或用藥相關。該觀察與使用不同的機器學習管線獲得之結果一致，如實例2中所述。 結論
當前研究之發現具有臨床意義。第一，微生物體及糞便代謝物組及尿液代謝物組為IBS提供了客觀生物標誌物。
第二，微生物體及代謝物組之差異不支持IBS之傳統羅馬分型，且可能是時候尋找疾病分類之替代依據了。
第三，雖然結果絲毫不減損IBS中腦腸軸改變之概念，但它們指出飲食-微生物體-代謝物組軸之紊亂與許多患者之主訴相符，且應為將來IBS之治療干預設計提供依據。在此處所鑑別之將IBS個體與對照區分開來的分類群、途徑及代謝物可能成為一系列微生物相定向療法之目標，諸如糞便移植、抗生素、益生菌或活體生物療法。
第四，分層分群可用於鑑別具有不同微生物體及糞便代謝物組之不同的IBS亞型。一些亞組之微生物體及糞便代謝物組發生了變化，而一個亞組之微生物體及糞便代謝物組與正常類似。如本文所述，此等亞組之鑑別及表徵可對於將來的分層及治療為資訊充足的。
目前對IBS臨床亞型之分層不應作為治療決策之依據，因為亞型中改變之微生物相(與對照個體相比)相似，這與許多患者之便秘和腹瀉形式交替一致。藉由糞便微生物相及代謝物剖析將達成資訊更充足的分層。在此處鑑別之將IBS個體與對照區分開來的總體基因體學及代謝物組學識別標誌可能成為此等微生物相定向療法之目標。參考文獻
Figure 02_image001
Figure 02_image003
Figure 02_image005
Figure 02_image007
表 表 1– 預測 IBS 之屬之屬水準 (16S) 機器學習 LASSO 及隨機森林 (RF) 統計
LASSO RF
λ AUC 靈敏度 專一性 mtry AUC 靈敏度 專一性
0.074 0.780 0.824 0.501 1 0.835 0.815 0.704
10倍交叉驗證 10倍交叉驗證
參考 參考
預測 對照 IBS 預測 對照 IBS
對照 30.3 14.2 對照 41.7 14.7
IBS 28.7 65.8 IBS 17.3 65.3
精確度 (平均) 0.687 精確度 (平均) 0.770
秩編號 排序 屬 秩編號 排序 屬
1 100.00 放線菌屬 1 100 毛螺菌科_無名
2 12.71 震顫桿菌屬 2 99.02 震顫桿菌屬
3 3.41 副普雷沃菌屬 3 67.51 糞球菌屬
4 3.11 毛螺菌科_無名 4 35.29 韋榮球菌科_無名
5 1.49 韋榮球菌科_無名 5 25.79 副普雷沃菌屬
6 0.53 糞球菌屬 6 0 放線菌屬
分析有2個類別：對照及IBS且包括139個樣品(IBS：n=80且對照：n=59)
所報道之度量為10倍交叉驗證之10次重複之平均值。分類學使用RDP分類器，資料庫版本2.10.1分類。
表 2– 藉由散彈槍種機器學習 LASSO 及隨機森林 (RF) 統計之 IBS 之預測特徵之 鑑 別
  
LASSO RF
λ AUC 靈敏度 專一性 mtry AUC 靈敏度 專一性
0.04 0.662 0.675 0.516 1 0.878 0.894 0.687
10倍交叉驗證 10倍交叉驗證
參考 參考
預測 對照 IBS 預測 對照 IBS
對照 30.5 26 對照 40.5 8.5
IBS 28.5 54 IBS 18.5 71.5
精確度 (平均) 0.608 精確度 (平均) 0.806
秩編號 排序 分類群 秩編號 排序 分類群
1 100 口頰普雷沃菌 1 100 活潑瘤胃球菌
2 25.43 白痢丁酸鏈球菌 2 89.92 毛螺菌科細菌3_1_46FAA
3 9.96 細長顆粒鏈菌 3 82.31 靈巧糞球菌
4 2.8 多毛假黃桿菌 4 78.74 毛螺菌科細菌7_1_58FAA
5 2.5 多枝梭菌 5 77.9 腸道巴恩斯氏菌
6 2.17 血鏈球菌 6 74.39 人結腸厭氧棍狀菌
7 1.47 奇特龍梭菌 7 71.53 挑剔真桿菌
8 1.13 脫硫脫硫弧菌 8 69.19 毛螺菌科細菌1_4_56FAA
9 0.76 皮氏嗜血桿菌 9 64.93 共生梭菌
10 0.72 克拉副普雷沃菌 10 59.37 羅斯拜瑞氏菌
11 0.48 毛螺菌科細菌7_1_58FAA 11 54.02 克拉副普雷沃菌
12 0.45 咽峽炎鏈球菌 12 53.32 酸奶瘤胃球菌
13 0.35 人結腸厭氧棍狀菌 13 51.1 奇特龍梭菌
14 0.29 毛螺菌科細菌1_4_56FAA 14 50.26 毛螺菌科細菌2_1_58FAA
15 0.24 共生梭菌 15 50.2 柔嫩梭菌
16 0.23 多酸光崗菌 16 49.57 布氏瘤胃球菌
17 0.21 系結梭菌 17 47.96 多形擬桿菌
18 0.14 毛螺菌科細菌3_1_46FAA 18 47.14 兩形真桿菌
19 0.13 發酵乳桿菌 19 46.17 青春雙岐桿菌
20 0.12 兩形真桿菌 20 44.94 狄氏副擬桿菌
21 0.12 柔嫩梭菌 21 42.72 糞球菌屬ART55_1
22 0.11 嗜果膠擬桿菌 22 37.99 非黏小類桿菌
23 0.087 靈巧糞球菌 23 36.52 糞便擬桿菌
24 0.047 另枝菌屬AP11 24 33.42 穗狀丁酸弧菌
25 0.04 挑剔真桿菌 25 33 系結梭菌
26 0.037 羅斯拜瑞氏菌 26 31.09 解纖維擬桿菌
27 0.036 糞便擬桿菌 27 27.59 多毛假黃桿菌
28 0.034 腸道巴恩斯氏菌 28 27.43 咽峽炎鏈球菌
29 0.025 毛螺菌科細菌2_1_58FAA 29 25.94 血鏈球菌
30 0.024 多形擬桿菌 30 21.48 脫硫脫硫弧菌
31 0.0075 布氏瘤胃球菌 31 21.3 多枝梭菌
32 0.0048 活潑瘤胃球菌 32 20.91 另枝菌屬AP11
33 0.0037 酸奶瘤胃球菌 33 16.77 發酵乳桿菌
34 0.0029 狄氏副擬桿菌 34 9.17 多酸光崗菌
35 0.0026 穗狀丁酸弧菌 35 7.55 皮氏嗜血桿菌
36 0.0022 解纖維擬桿菌 36 5.71 嗜果膠擬桿菌
37 0.00096 青春雙岐桿菌 37 3.29 口頰普雷沃菌
38 0.00056 擬桿菌屬1_1_6 38 1.15 擬桿菌屬1_1_6
39 0.00049 非黏小類桿菌 39 1.04 細長顆粒鏈菌
40 0.00048 糞球菌屬ART55_1 40 0 白痢丁酸鏈球菌
分析有2個類別：對照及IBS且包括139個樣品(IBS：n=80且對照：n=59)
LASSO特徵選擇288個變數
表 3–IBS 組與對照組之間差異豐富之散彈槍種
種 IBS (IQR) 對照(IQR) Wilcoxon統計 p值 q值
活潑瘤胃球菌 0.0136 (0 - 0.187) 0 (0 - 0) 1209 ＜ 0.001 ＜ 0.001
鮑氏梭菌 0.016 (0 - 0.0873) 0 (0 - 0.00248) 1189 ＜ 0.001 ＜ 0.001
梭菌目細菌1_7_47FAA 0 (0 - 0.0122) 0 (0 - 0) 1401 ＜ 0.001 ＜ 0.001
人結腸厭氧棍狀菌 0 (0 - 0.0266) 0 (0 - 0) 1457 ＜ 0.001 0.00029
毛螺菌科細菌1_4_56FAA 0.000465 (0 - 0.0453) 0 (0 - 0) 1433 ＜ 0.001 0.00029
普氏黃桿菌 0.000835 (0 - 0.0266) 0 (0 - 0) 1480.5 ＜ 0.001 0.00087
梭狀梭菌 0 (0 - 0.0209) 0 (0 - 0) 1612 0.0001 0.00087
哈氏梭菌 0.00177 (0 - 0.0316) 0 (0 - 0) 1468 0.000106 0.00087
共生梭菌 0.00164 (0 - 0.0882) 0 (0 - 0) 1515 0.000201 0.00147
扭鏈瘤胃球菌 0.557 (0.266 - 1.33) 0.249 (0.107 - 0.568) 1428 0.000245 0.00161
塞內加爾另枝菌 0 (0 - 0.016) 0.0155 (0 - 0.0885) 3027 0.000365 0.00218
人體普雷沃菌 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.596) 2835 0.000607 0.00309
遲緩埃格特菌 0 (0 - 0.00447) 0 (0 - 0) 1645.5 0.000612 0.00309
毛螺菌科細菌5_1_57FAA 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1885 0.00116 0.00546
毛螺菌科細菌3_1_46FAA 0.0729 (0.0207 - 0.2) 0.0212 (0.00171 - 0.0787) 1534.5 0.00135 0.0059
天門冬形梭菌 0 (0 - 0.0113) 0 (0 - 0) 1651 0.00177 0.00705
腸道巴恩斯氏菌 0.558 (0 - 1.75) 1.41 (0.587 - 2.35) 2968.5 0.00182 0.00705
奇特龍梭菌 0.00289 (0 - 0.0237) 0 (0 - 0.00399) 1630 0.00194 0.00709
挑剔真桿菌 0.669 (0.0405 - 1.27) 1.18 (0.395 - 2.12) 2947 0.00258 0.00874
毛螺菌科細菌7_1_58FAA 0.0273 (0.0102 - 0.0683) 0.0121 (0.00511 - 0.0273) 1579.5 0.00266 0.00874
糞球菌屬ART55_1 0 (0 - 0) 0 (0 - 4.25) 2817.5 0.00376 0.0118
毛螺菌科細菌3_1_57FAA_CT1 0.000675 (0 - 0.0517) 0 (0 - 0.000522) 1675 0.004 0.0119
多枝梭菌 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1927.5 0.00532 0.0152
靈巧糞球菌 0.238 (0.0985 - 0.426) 0.338 (0.239 - 0.512) 2877 0.0068 0.0186
兩形真桿菌 0 (0 - 0.37) 0.222 (0 - 0.86) 2815 0.00721 0.0189
酸奶瘤胃球菌 0 (0 - 0.488) 0.41 (0 - 0.99) 2814.5 0.00986 0.0249
馬賽擬桿菌 0 (0 - 0) 0 (0 - 1.19) 2729 0.0108 0.0253
毛螺菌科細菌2_1_58FAA 0.00245 (0 - 0.0446) 0 (0 - 0.0101) 1735 0.0111 0.0253
副流感嗜血桿菌 0 (0 - 0.0112) 0.00638 (0 - 0.0493) 2788.5 0.0115 0.0253
系結梭菌 0 (0 - 0.00897) 0 (0 - 0) 1846.5 0.0119 0.0253
無害梭菌 0 (0 - 0.00333) 0 (0 - 0) 1869.5 0.012 0.0253
溶木聚糖擬桿菌 0.00587 (0 - 0.103) 0.0561 (0.00379 - 0.163) 2807 0.0144 0.0296
產甲酸草酸桿菌 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 2575 0.0167 0.0332
腐生另枝菌 1.29 (0 - 3.26) 3.05 (0.483 - 4.23) 2796.5 0.0177 0.0342
克拉副普雷沃菌 0 (0 - 0.014) 0 (0 - 0.179) 2714 0.0192 0.036
內臟臭氣桿菌 0.357 (0 - 0.687) 0.573 (0.0488 - 0.883) 2772 0.0217 0.0395
真桿菌屬3_1_31 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1951 0.0266 0.0472
  對139個樣品進行之散彈槍組成分析(IBS：n=78且對照：n=58)  
  中位數豐度%表示為四分位距(IQR)  
表 4– 與 IBS 與對照組之間差異豐富之途徑相關之基因
途徑種 途徑名稱 IBS (IQR) 對照(IQR) Wilcoxon統計 p值 q值
PWY_6700未分類 辮苷生物合成 0.00641 (0.00467 - 0.0083) 0.0102 (0.0082 - 0.0155) 3496 0 0
NONMEVIPP_PWY未分類 甲基赤蘚醇磷酸途徑I 0.0124 (0.00846 - 0.015) 0.017 (0.0138 - 0.0199) 3421 0 0.000142
PWY_5667未分類 CDP-二醯基甘油生物合成I 0.00867 (0.00609 - 0.0115) 0.0129 (0.00984 - 0.0159) 3395 0 0.000142
PWY_6737未分類 澱粉降解V 0.0158 (0.00983 - 0.02) 0.0221 (0.0166 - 0.0268) 3398 0 0.000142
PWY0_1319未分類 CDP-二醯基甘油生物合成II 0.00867 (0.00609 - 0.0115) 0.0129 (0.00984 - 0.0159) 3395 0 0.000142
PWY_2942未分類 L-離胺酸生物合成III 0.00753 (0.00574 - 0.00975) 0.0113 (0.00881 - 0.014) 3374 0 0.000159
PWY_6387未分類 UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0.0155 (0.0115 - 0.0191) 0.022 (0.0168 - 0.0277) 3376 0 0.000159
PWY_724未分類 L-離胺酸、L-蘇胺酸及L-甲硫胺酸生物合成II之超級途徑 0.00666 (0.00519 - 0.00858) 0.00967 (0.00778 - 0.0117) 3369 0 0.000159
PWY_6386未分類 UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成II (含有離胺酸) 0.016 (0.0119 - 0.0197) 0.0227 (0.0174 - 0.0286) 3360 0 0.000166
PWY_6703未分類 preQ0生物合成 0.00304 (0.00198 - 0.00418) 0.00503 (0.00351 - 0.00691) 3357 0 0.000166
PWY_5097未分類 L-離胺酸生物合成VI 0.00973 (0.00701 - 0.0127) 0.014 (0.0107 - 0.0175) 3340 0 0.000219
PWY0_1296鮑氏梭菌 嘌呤核糖核苷降解 0 (0 - 0.0000507) 0 (0 - 0) 1467 0 0.00024
未整合未分類 未整合 8.68 (6.59 - 9.76) 10.6 (9.11 - 11.8) 3328 0 0.00024
PWY_7187未分類 嘧啶去氧核糖核苷酸從頭生物合成II 0.00302 (0.00241 - 0.00404) 0.00453 (0.0035 - 0.00555) 3323 0 0.000249
PWY_6124未分類 肌苷-5'-磷酸鹽生物合成II 0.00091 (0.000715 - 0.0013) 0.00153 (0.00111 - 0.00211) 3318 0 0.000258
PEPTIDOGLYCANSYN_PWY未分類 肽聚醣生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0.0132 (0.00956 - 0.0165) 0.0179 (0.014 - 0.0252) 3305 0 0.000305
PWY_5686未分類 UMP生物合成 0.0146 (0.0108 - 0.0187) 0.0198 (0.0161 - 0.0242) 3302 0 0.000305
PWY_6151未分類 S-腺苷基-L-甲硫胺酸循環I 0.0121 (0.00814 - 0.0148) 0.0159 (0.0129 - 0.0189) 3299 0 0.000305
PWY_7219未分類 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0.0197 (0.0155 - 0.0268) 0.0308 (0.021 - 0.0373) 3300 0 0.000305
未整合活潑瘤胃球菌 未整合 0 (0 - 0.21) 0 (0 - 0) 1431.5 0 0.000326
糖解PWY未分類 糖解III (自葡萄糖) 0.00221 (0.00115 - 0.00326) 0.00375 (0.00288 - 0.00472) 3285.5 0 0.000365
COA_PWY_1未分類 輔酶A生物合成I 0.0129 (0.00896 - 0.016) 0.0179 (0.0131 - 0.0211) 3273 0 0.000431
PWY_6123未分類 肌苷-5'-磷酸鹽生物合成I 0.00117 (0.000849 - 0.00167) 0.00198 (0.0014 - 0.00266) 3274 0 0.000431
PWY_5686毛螺菌科細菌7_1_58FAA UMP生物合成 0 (0 - 0.0000914) 0 (0 - 0) 1490 0 0.000471
ASPASN_PWY未分類 L-天冬胺酸鹽及L-天冬醯胺生物合成之超級途徑 0.000953 (0.000508 - 0.0012) 0.00134 (0.000972 - 0.00189) 3245 0 0.000492
COA_PWY_1毛螺菌科細菌7_1_58FAA 輔酶A生物合成I 0 (0 - 0.000138) 0 (0 - 0) 1511 0 0.000492
HISDEG_PWY未分類 L-組胺酸降解I 0.00142 (0.000609 - 0.00296) 0.00363 (0.00176 - 0.00524) 3239 0 0.000492
PWY_6121未分類 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成I 0.0133 (0.00989 - 0.0166) 0.0182 (0.0137 - 0.0221) 3248 0 0.000492
PWY_6122未分類 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成II 0.0137 (0.0103 - 0.0177) 0.0189 (0.0139 - 0.0227) 3240 0 0.000492
PWY_6277未分類 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成之超級途徑 0.0137 (0.0103 - 0.0177) 0.0189 (0.0139 - 0.0227) 3240 0 0.000492
PWY_6737活潑瘤胃球菌 澱粉降解V 0 (0 - 0.0000431) 0 (0 - 0) 1571 0 0.000492
PWY_7111毛螺菌科細菌7_1_58FAA 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0.0000524 (0 - 0.000133) 0 (0 - 0.000026) 1336 0 0.000492
PWY_7219毛螺菌科細菌7_1_58FAA 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0.0000374 (0 - 0.000151) 0 (0 - 0) 1372 0 0.000492
PWY_7219活潑瘤胃球菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0.0000285) 0 (0 - 0) 1529.5 0 0.000492
PWY_7221未分類 鳥苷核糖核苷酸從頭生物合成 0.0135 (0.00938 - 0.0172) 0.0179 (0.0143 - 0.0237) 3256 0 0.000492
PWY0_1296活潑瘤胃球菌 嘌呤核糖核苷降解 0 (0 - 0.0000432) 0 (0 - 0) 1600 0 0.000492
THRESYN_PWY未分類 L-蘇胺酸生物合成之超級途徑 0.00446 (0.00339 - 0.00534) 0.00613 (0.00445 - 0.00756) 3257 0 0.000492
TRNA_CHARGING_PWY未分類 tRNA裝載 0.0138 (0.0111 - 0.0192) 0.0199 (0.0143 - 0.0263) 3239 0 0.000492
未整合鮑氏梭菌 未整合 0 (0 - 0.359) 0 (0 - 0) 1435 0 0.000492
VALSYN_PWY毛螺菌科細菌7_1_58FAA L-纈胺酸生物合成 0.0000524 (0 - 0.000133) 0 (0 - 0.000026) 1336 0 0.000492
PWY_841未分類 嘌呤核苷酸從頭生物合成I之超級途徑 0.0018 (0.00142 - 0.00242) 0.00305 (0.00178 - 0.00397) 3237 0 0.000499
PWY_2942毛螺菌科細菌7_1_58FAA L-離胺酸生物合成III 0 (0 - 0.0000645) 0 (0 - 0) 1524 0 0.000521
PWY_5973未分類 順式-十八烯酸酯生物合成 0.00195 (0.000762 - 0.00314) 0.00338 (0.00249 - 0.00421) 3231.5 0 0.000521
PWY_7221毛螺菌科細菌7_1_58FAA 鳥苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0.0000568) 0 (0 - 0) 1475 0 0.000521
DENOVOPURINE2_PWY未分類 嘌呤核苷酸從頭生物合成II之超級途徑 0.00181 (0.00153 - 0.0026) 0.00318 (0.00192 - 0.00433) 3225 0 0.000576
PWY_6545未分類 嘧啶去氧核糖核苷酸從頭生物合成III 0.00126 (0.000884 - 0.00184) 0.00221 (0.00158 - 0.00312) 3222 0 0.000596
PWY0_1296未分類 嘌呤核糖核苷降解 0.0113 (0.00861 - 0.0148) 0.0152 (0.0117 - 0.0209) 3220 0 0.000596
PWY0_166未分類 嘧啶去氧核糖核苷酸從頭生物合成之超級途徑(大腸桿菌) 0.00237 (0.00171 - 0.00372) 0.00396 (0.00313 - 0.0053) 3221 0 0.000596
PWY_7663未分類 花生烯酸酯生物合成(厭氧) 0.00177 (0.000653 - 0.00263) 0.00284 (0.00208 - 0.00353) 3202 0 0.000826
PWY_5695未分類 尿酸鹽生物合成/肌苷5'-磷酸鹽降解 0.00353 (0.00208 - 0.00572) 0.00623 (0.00364 - 0.00997) 3199 0 0.000857
NONMEVIPP_PWY扭鏈瘤胃球菌 甲基赤蘚醇磷酸途徑I 0.000113 (0 - 0.00033) 0 (0 - 0.000079) 1405.5 0 0.00113
PWY_3001未分類 L-異白胺酸生物合成I之超級途徑 0.00515 (0.00409 - 0.0064) 0.00742 (0.00549 - 0.0085) 3180 0 0.00118
PANTOSYN_PWY未分類 泛酸鹽及輔酶A生物合成I 0.0028 (0.00173 - 0.00405) 0.00417 (0.00311 - 0.00545) 3169 0 0.00142
PWY_6386毛螺菌科細菌7_1_58FAA UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成II (含有離胺酸) 0 (0 - 0.0000798) 0 (0 - 0) 1582 0 0.00145
PWY_6387毛螺菌科細菌7_1_58FAA UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0 (0 - 0.0000712) 0 (0 - 0) 1582 0 0.00145
PWY_7219鮑氏梭菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0.0000501) 0 (0 - 0) 1568 0 0.00145
PWY_6122活潑瘤胃球菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成II 0 (0 - 0.0000227) 0 (0 - 0) 1687.5 0 0.00154
PWY_6277活潑瘤胃球菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0.0000227) 0 (0 - 0) 1687.5 0 0.00154
PWY_6737梭狀梭菌 澱粉降解V 0 (0 - 0.000027) 0 (0 - 0) 1685.5 0 0.00154
未整合毛螺菌科細菌1_4_56FAA 未整合 0 (0 - 0.0687) 0 (0 - 0) 1566.5 0 0.00154
PWY_5188毛螺菌科細菌7_1_58FAA 四吡咯生物合成I (自麩胺酸鹽) 0 (0 - 0.0000684) 0 (0 - 0) 1554 0 0.00155
CALVIN_PWY未分類 卡爾文循環 0.00666 (0.00482 - 0.00804) 0.00836 (0.00703 - 0.0101) 3152 0 0.00166
PWY_4984毛螺菌科細菌7_1_58FAA 尿素循環 0 (0 - 0.0000923) 0 (0 - 0) 1510 0 0.00172
PWY_7184未分類 嘧啶去氧核糖核苷酸從頭生物合成I 0.00137 (0.000978 - 0.00222) 0.00233 (0.00168 - 0.00388) 3149 0 0.00172
PWY_7199未分類 嘧啶去氧核糖核苷補救 0.00137 (0.000839 - 0.0022) 0.00215 (0.00147 - 0.00285) 3147 0 0.00174
未整合毛螺菌科細菌2_1_58FAA 未整合 0 (0 - 0.0361) 0 (0 - 0) 1667 0.00011 0.00185
PANTO_PWY活潑瘤胃球菌 磷酸泛酸生物合成I 0 (0 - 0.0000557) 0 (0 - 0) 1642.5 0.00012 0.00193
PWY_6737鮑氏梭菌 澱粉降解V 0 (0 - 0.0000318) 0 (0 - 0) 1651 0.00012 0.00193
PWY_6151活潑瘤胃球菌 S-腺苷基-L-甲硫胺酸循環I 0 (0 - 0.0000345) 0 (0 - 0) 1712 0.00012 0.00198
PWY_6609活潑瘤胃球菌 腺嘌呤及腺苷補救III 0 (0 - 0.0000122) 0 (0 - 0) 1718 0.00014 0.00232
PEPTIDOGLYCANSYN_PWY毛螺菌科細菌7_1_58FAA 肽聚醣生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0 (0 - 0.0000774) 0 (0 - 0) 1629 0.00015 0.00243
PWY_7219共生梭菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0.0000445) 0 (0 - 0) 1608.5 0.00016 0.00248
PWY_6122梭狀梭菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成II 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1769 0.00016 0.00249
PWY_6277梭狀梭菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1769 0.00016 0.00249
未整合毛螺菌科細菌3_1_46FAA 未整合 0.062 (0 - 0.202) 0 (0 - 0.0573) 1481 0.00019 0.00284
PWY_7219毛螺菌科細菌3_1_46FAA 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0.0000183 (0 - 0.000202) 0 (0 - 0) 1515.5 0.0002 0.00304
PWY_6125未分類 鳥苷核苷酸從頭生物合成II之超級途徑 0.0022 (0.00171 - 0.00324) 0.00331 (0.00255 - 0.00535) 3105 0.00021 0.00309
PWY_5667毛螺菌科細菌7_1_58FAA CDP-二醯基甘油生物合成I 0 (0 - 0.0000801) 0 (0 - 0) 1598.5 0.00023 0.00325
PWY0_1319毛螺菌科細菌7_1_58FAA CDP-二醯基甘油生物合成II 0 (0 - 0.0000801) 0 (0 - 0) 1598.5 0.00023 0.00325
CENTFERM_PWY未分類 丙酮酸鹽向丁酸鹽之發酵 0 (0 - 0.000114) 0.000128 (0 - 0.000282) 3033 0.00026 0.00361
NONMEVIPP_PWY毛螺菌科細菌3_1_46FAA 甲基赤蘚醇磷酸途徑I 0 (0 - 0.000137) 0 (0 - 0) 1587 0.00026 0.00361
PWY_6590未分類 丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)產酸發酵之超級途徑 0 (0 - 0.000145) 0.000161 (0 - 0.000354) 3034 0.00026 0.00361
PWY_7220梭菌目細菌1_7_47FAA 腺苷去氧核糖核苷酸從頭生物合成II 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1798 0.00027 0.00361
PWY_7222梭菌目細菌1_7_47FAA 鳥苷去氧核糖核苷酸從頭生物合成II 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1798 0.00027 0.00361
PWY_7219梭狀梭菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0.00002) 0 (0 - 0) 1723 0.00029 0.0038
未整合梭狀梭菌 未整合 0 (0 - 0.238) 0 (0 - 0) 1702.5 0.00034 0.00441
未整合人體普雷沃菌 未整合 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.318) 2854 0.00034 0.00441
PWY_7221活潑瘤胃球菌 鳥苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1771 0.00034 0.00442
PWY_6386活潑瘤胃球菌 UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成II (含有離胺酸) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1772 0.00035 0.00447
PWY_6387活潑瘤胃球菌 UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1773 0.00036 0.00447
PWY_6737毛螺菌科細菌3_1_46FAA 澱粉降解V 0 (0 - 0.000114) 0 (0 - 0) 1569.5 0.00036 0.00447
PWY0_1296梭狀梭菌 嘌呤核糖核苷降解 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1773 0.00036 0.00447
PWY_7219人體普雷沃菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00058) 2850 0.00037 0.00448
PWY_5667活潑瘤胃球菌 CDP-二醯基甘油生物合成I 0 (0 - 0.0000191) 0 (0 - 0) 1744 0.00038 0.00453
PWY_7111鮑氏梭菌 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0.0000345) 0 (0 - 0) 1660.5 0.00038 0.00453
PWY0_1319活潑瘤胃球菌 CDP-二醯基甘油生物合成II 0 (0 - 0.0000191) 0 (0 - 0) 1744 0.00038 0.00453
NONOXIPENT_PWY鮑氏梭菌 磷酸戊糖途徑(非氧化分支) 0 (0 - 0.0000225) 0 (0 - 0) 1717 0.00039 0.00456
PWY_7229未分類 腺苷核苷酸從頭生物合成I之超級途徑 0.00617 (0.00471 - 0.00799) 0.00829 (0.00609 - 0.0109) 3063 0.00043 0.00492
未整合毛螺菌科細菌7_1_58FAA 未整合 0.157 (0 - 0.239) 0 (0 - 0.155) 1502 0.00043 0.00492
PWY_6737毛螺菌科細菌2_1_58FAA 澱粉降解V 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1827 0.00044 0.00498
PWY_6122鮑氏梭菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成II 0 (0 - 0.0000142) 0 (0 - 0) 1751 0.00046 0.00511
PWY_6277鮑氏梭菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0.0000142) 0 (0 - 0) 1751 0.00046 0.00511
PANTO_PWY未分類 磷酸泛酸生物合成I 0.00787 (0.00518 - 0.0101) 0.00981 (0.00729 - 0.0139) 3058 0.00047 0.00512
THISYNARA_PWY未分類 硫胺雙磷酸生物合成III之超級途徑(真核生物) 0.000524 (0.000233 - 0.000888) 0.000835 (0.000431 - 0.00134) 3053 0.0005 0.00551
PWY0_1296毛螺菌科細菌3_1_46FAA 嘌呤核糖核苷降解 0 (0 - 0.000154) 0 (0 - 0) 1601.5 0.00057 0.00615
PWY_6121活潑瘤胃球菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1802.5 0.00061 0.00642
PWY_7221梭狀梭菌 鳥苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1802.5 0.00061 0.00642
PWY_2942活潑瘤胃球菌 L-離胺酸生物合成III 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1772 0.00061 0.00645
PWY_6897大腸桿菌 硫胺素補救II 0 (0 - 0.000205) 0 (0 - 0) 1598.5 0.00063 0.00655
未整合梭菌目細菌1_7_47FAA 未整合 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1773 0.00063 0.00655
NONMEVIPP_PWY毛螺菌科細菌7_1_58FAA 甲基赤蘚醇磷酸酯途徑I 0 (0 - 0.0000615) 0 (0 - 0) 1682 0.0007 0.00689
PEPTIDOGLYCANSYN_PWY毛螺菌科細菌3_1_46FAA 肽聚醣生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0 (0 - 0.000136) 0 (0 - 0) 1635 0.00069 0.00689
PWY_6121鮑氏梭菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1806.5 0.00068 0.00689
PWY_6163毛螺菌科細菌3_1_46FAA 自3-脫氫奎尼酸之分支酸鹽生物合成 0 (0 - 0.000137) 0 (0 - 0) 1636 0.0007 0.00689
PWY_6700人體普雷沃菌 辮苷生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000255) 2815 0.00069 0.00689
PWY_7221人體普雷沃菌 鳥苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000402) 2814 0.0007 0.00689
PWY_5097人體普雷沃菌 L-離胺酸生物合成VI 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000589) 2813 0.00072 0.00692
PWY_6121梭狀梭菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1856 0.00072 0.00692
ARO_PWY未分類 分支酸鹽生物合成I 0.0121 (0.00844 - 0.0155) 0.0144 (0.0125 - 0.018) 3030 0.00073 0.00696
PWY_2942人體普雷沃菌 L-離胺酸生物合成III 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000514) 2812 0.00074 0.00696
ANAEROFRUCAT_PWY未分類 同型乳酸發酵 0.000931 (0.000346 - 0.00226) 0.00178 (0.00105 - 0.00325) 3026 0.00077 0.00703
PWY_6122扭鏈瘤胃球菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成II 0.0000587 (0 - 0.000253) 0 (0 - 0.0000671) 1531.5 0.00078 0.00703
PWY_6277扭鏈瘤胃球菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成之超級途徑 0.0000587 (0 - 0.000253) 0 (0 - 0.0000671) 1531.5 0.00078 0.00703
PWY_7111共生梭菌 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0.0000329) 0 (0 - 0) 1715 0.00079 0.00703
PWY_7111毛螺菌科細菌1_4_56FAA 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0.0000173) 0 (0 - 0) 1754.5 0.00079 0.00703
VALSYN_PWY共生梭菌 L-纈胺酸生物合成 0 (0 - 0.0000329) 0 (0 - 0) 1715 0.00079 0.00703
VALSYN_PWY毛螺菌科細菌1_4_56FAA L-纈胺酸生物合成 0 (0 - 0.0000173) 0 (0 - 0) 1754.5 0.00079 0.00703
PANTO_PWY毛螺菌科細菌2_1_58FAA 磷酸泛酸生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1783 0.00081 0.00721
PANTO_PWY毛螺菌科細菌3_1_46FAA 磷酸泛酸生物合成I 0 (0 - 0.000224) 0 (0 - 0) 1603 0.00086 0.00757
PWY_1042塞內加爾另枝菌 糖解IV (植物胞質液) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.0000773) 2807.5 0.00095 0.00776
PWY_1042未分類 糖解IV (植物胞質液) 0.00674 (0.00521 - 0.0103) 0.00932 (0.00716 - 0.0114) 3015 0.00093 0.00776
PWY_5686活潑瘤胃球菌 UMP生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1829 0.00093 0.00776
PWY_6386毛螺菌科細菌3_1_46FAA UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成II (含有離胺酸) 0 (0 - 0.000134) 0 (0 - 0) 1641 0.00093 0.00776
PWY_6387毛螺菌科細菌3_1_46FAA UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0 (0 - 0.000125) 0 (0 - 0) 1642 0.00095 0.00776
PWY_6608未分類 鳥苷核苷酸降解III 0.00112 (0.000637 - 0.00162) 0.0016 (0.00113 - 0.00218) 3015 0.00093 0.00776
PWY_6897未分類 硫胺素補救II 0.000728 (0.000211 - 0.00193) 0.00191 (0.000663 - 0.00348) 3015 0.00091 0.00776
PWY_7219毛螺菌科細菌2_1_58FAA 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1830 0.00095 0.00776
PWY0_1296梭菌目細菌1_7_47FAA 嘌呤核糖核苷降解 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1830 0.00095 0.00776
PYRIDNUCSYN_PWY塞內加爾另枝菌 NAD生物合成I (自天冬胺酸鹽) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.0000477) 2822 0.00093 0.00776
PEPTIDOGLYCANSYN_PWY活潑瘤胃球菌 肽聚醣生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1831 0.00098 0.00788
PWY_5097活潑瘤胃球菌 L-離胺酸生物合成VI 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1800 0.00098 0.00788
HISDEG_PWY共生梭菌 L-組胺酸降解I 0 (0 - 0.0000378) 0 (0 - 0) 1727 0.00102 0.00819
PWY_6737系結梭菌 澱粉降解V 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1833 0.00103 0.00819
PWY_7111毛螺菌科細菌3_1_46FAA 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0.000163) 0 (0 - 0) 1630 0.00106 0.00821
未整合人結腸厭氧棍狀菌 未整合 0 (0 - 0.0845) 0 (0 - 0) 1735 0.00104 0.00821
VALSYN_PWY毛螺菌科細菌3_1_46FAA L-纈胺酸生物合成 0 (0 - 0.000163) 0 (0 - 0) 1630 0.00106 0.00821
完整ARO_PWY未分類 芳香族胺基酸生物合成之超級途徑 0.0113 (0.00793 - 0.0146) 0.014 (0.0121 - 0.0171) 3006 0.00107 0.00826
PWY_6126未分類 腺苷核苷酸從頭生物合成II之超級途徑 0.00376 (0.00249 - 0.00626) 0.0063 (0.00407 - 0.00855) 3005 0.00109 0.00833
PWY_7221共生梭菌 鳥苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1805 0.00111 0.00847
SULFATE_CYS_PWY未分類 硫酸鹽同化及半胱胺酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0.000316) 0.000348 (0 - 0.000681) 2955 0.00112 0.00851
COA_PWY_1活潑瘤胃球菌 輔酶A生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1885 0.00116 0.00869
PWY_7221毛螺菌科細菌2_1_58FAA 鳥苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1885 0.00116 0.00869
未整合普氏黃桿菌 未整合 0 (0 - 0.0595) 0 (0 - 0) 1708 0.0012 0.00892
GLUCONEO_PWY未分類 糖質新生I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000509) 2878 0.00121 0.00894
PEPTIDOGLYCANSYN_PWY產乙酸多爾氏菌(Dorea_formicigenerans) 肽聚醣生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0.000118 (0.0000391 - 0.000188) 0.0000523 (0 - 0.0000868) 1538.5 0.00127 0.00919
PWY_5345未分類 L-甲硫胺酸生物合成之超級途徑(藉由巰基化) 0 (0 - 0.000269) 0.000278 (0 - 0.000587) 2907 0.00125 0.00919
PWY_6151人體普雷沃菌 S-腺苷基-L-甲硫胺酸循環I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000419) 2780 0.00127 0.00919
COA_PWY未分類 輔酶A生物合成I 0.00195 (0.00102 - 0.00281) 0.00274 (0.00193 - 0.00357) 2993 0.00131 0.00939
PWY_5676未分類 乙醯基-CoA向丁酸鹽之發酵II 0 (0 - 0.000384) 0.000349 (0 - 0.000738) 2955 0.00132 0.00942
PWY_6163未分類 自3-脫氫奎尼酸之分支酸鹽生物合成 0.0125 (0.00817 - 0.0161) 0.0148 (0.0126 - 0.0183) 2992 0.00133 0.00942
PWY_6121扭鏈瘤胃球菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成I 0.0000675 (0 - 0.000275) 0 (0 - 0.0000799) 1569.5 0.00137 0.00968
PWY_1042毛螺菌科細菌3_1_46FAA 糖解IV (植物胞質液) 0 (0 - 0.000148) 0 (0 - 0) 1692 0.00139 0.00972
PWY_1269塞內加爾另枝菌 CMP-3-去氧-D-甘露基-辛酮酸酯(CMP-3-deoxy-D-manno-octulosonate)生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.0000637) 2813.5 0.00143 0.00996
ARO_PWY毛螺菌科細菌3_1_46FAA 分支酸鹽生物合成I 0 (0 - 0.000143) 0 (0 - 0) 1694 0.00144 0.00998
PWY_6386產乙酸多爾氏菌 UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成II (含有離胺酸) 0.000127 (0.0000421 - 0.0002) 0.0000649 (0 - 0.0001) 1544.5 0.00147 0.0101
PWY_6163共生梭菌 自3-脫氫奎尼酸之分支酸鹽生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1858.5 0.00153 0.0105
COA_PWY_1毛螺菌科細菌3_1_46FAA 輔酶A生物合成I 0 (0 - 0.000126) 0 (0 - 0) 1729 0.00163 0.011
PWY_4242未分類 泛酸鹽及輔酶A生物合成III 0.00153 (0.000733 - 0.00238) 0.00235 (0.00155 - 0.003) 2979 0.00162 0.011
PWY_5690未分類 TCA循環II (植物與真菌) 0.000228 (0.0000986 - 0.000334) 0.000308 (0.000183 - 0.000568) 2976 0.00166 0.011
PWY_7219毛螺菌科細菌1_4_56FAA 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1861.5 0.00166 0.011
PWY0_1296挑剔真桿菌 嘌呤核糖核苷降解 0.000272 (0 - 0.000601) 0.00049 (0.000165 - 0.00121) 2976.5 0.00163 0.011
DTDPRHAMSYN_PWY靈巧糞球菌 dTDP-L-鼠李糖生物合成I 0 (0 - 0.0000999) 0.0000813 (0 - 0.000126) 2941 0.0017 0.0112
PWY_7219塞內加爾另枝菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.0000724) 2841 0.00172 0.0113
PWY_6122普氏黃桿菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成II 0 (0 - 0.0000315) 0 (0 - 0) 1745.5 0.00175 0.0114
PWY_6277普氏黃桿菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0.0000315) 0 (0 - 0) 1745.5 0.00175 0.0114
PWY_6703腸道巴恩斯氏菌 preQ0生物合成 0.0000794 (0 - 0.000487) 0.000364 (0.000113 - 0.000656) 2960 0.00177 0.0114
PWY_7357大腸桿菌 自吡啶硫胺及氧化硫胺之硫胺合成(酵母) 0.0000172 (0 - 0.000274) 0 (0 - 0.00002) 1634.5 0.0018 0.0115
PWY_7197未分類 嘧啶去氧核糖核苷酸磷酸化 0.00157 (0.00108 - 0.00214) 0.0021 (0.00148 - 0.00331) 2971 0.00182 0.0116
PWY_7221毛螺菌科細菌3_1_46FAA 鳥苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0.000128) 0 (0 - 0) 1678 0.00185 0.0117
NONOXIPENT_PWY活潑瘤胃球菌 磷酸戊糖途徑(非氧化分支) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1836 0.00189 0.0118
PWY_6122毛螺菌科細菌3_1_57FAA_CT1 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成II 0 (0 - 0.0000249) 0 (0 - 0) 1756 0.0019 0.0118
PWY_6277毛螺菌科細菌3_1_57FAA_CT1 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0.0000249) 0 (0 - 0) 1756 0.0019 0.0118
PWY_6527未分類 水蘇糖降解 0.00523 (0.00393 - 0.0076) 0.00717 (0.00534 - 0.0099) 2969 0.00188 0.0118
COBALSYN_PWY未分類 自鈷啉醇醯胺之腺苷鈷胺補救I 0.0009 (0.000478 - 0.00157) 0.00144 (0.000936 - 0.00204) 2967 0.00193 0.0119
PWY_7111梭菌目細菌1_7_47FAA 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1838 0.00199 0.0121
未整合共生梭菌 未整合 0 (0 - 0.174) 0 (0 - 0) 1705 0.00197 0.0121
PWY_5667扭鏈瘤胃球菌 CDP-二醯基甘油生物合成I 0.000305 (0.00014 - 0.000741) 0.000163 (0.0000809 - 0.000322) 1562 0.00207 0.0125
PWY0_1319扭鏈瘤胃球菌 CDP-二醯基甘油生物合成II 0.000305 (0.00014 - 0.000741) 0.000163 (0.0000809 - 0.000322) 1562 0.00207 0.0125
PWY_6121毛螺菌科細菌3_1_46FAA 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成I 0 (0 - 0.000138) 0 (0 - 0) 1709.5 0.00214 0.0128
完整ARO_PWY毛螺菌科細菌3_1_46FAA 芳香族胺基酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0.000136) 0 (0 - 0) 1721 0.00218 0.0129
PWY_7228未分類 鳥苷核苷酸從頭生物合成I之超級途徑 0.00256 (0.00191 - 0.00381) 0.00372 (0.00261 - 0.00549) 2959 0.00218 0.0129
PWY_7383未分類 厭氧能量代謝(無脊椎動物，胞質液) 0.00124 (0.000886 - 0.00209) 0.00178 (0.00137 - 0.0024) 2959 0.00218 0.0129
支鏈AA_SYN_PWY未分類 支鏈胺基酸生物合成之超級途徑 0.0073 (0.00558 - 0.0099) 0.0096 (0.00716 - 0.0114) 2957 0.00224 0.0131
PWY_7111哈氏梭菌 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0.000012) 0 (0 - 0) 1808 0.00224 0.0131
SO4ASSIM_PWY未分類 硫酸鹽還原I (同化) 0 (0 - 0.000189) 0.000167 (0 - 0.000471) 2911 0.00228 0.0133
PWY_5667毛螺菌科細菌3_1_46FAA CDP-二醯基甘油生物合成I 0 (0 - 0.000123) 0 (0 - 0) 1691 0.00234 0.0134
PWY_6121普氏黃桿菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成I 0 (0 - 0.0000305) 0 (0 - 0) 1787 0.00235 0.0134
PWY0_1319毛螺菌科細菌3_1_46FAA CDP-二醯基甘油生物合成II 0 (0 - 0.000123) 0 (0 - 0) 1691 0.00234 0.0134
未整合天門冬形梭菌 未整合 0 (0 - 0.0534) 0 (0 - 0) 1772.5 0.00232 0.0134
PWY_6387產乙酸多爾氏菌 UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0.000117 (0.0000381 - 0.000188) 0.0000518 (0 - 0.000099) 1577.5 0.00242 0.0137
HISTSYN_PWY長雙歧桿菌 L-組胺酸生物合成 0 (0 - 0.000348) 0 (0 - 0) 1666.5 0.00245 0.0139
PWY_5686人體普雷沃菌 UMP生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000261) 2741 0.00251 0.014
PWY_6163鮑氏梭菌 自3-脫氫奎尼酸之分支酸鹽生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1888 0.00251 0.014
PWY_7219梭菌目細菌1_7_47FAA 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1888 0.00251 0.014
PWY0_1296毛螺菌科細菌2_1_58FAA 嘌呤核糖核苷降解 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1889 0.00258 0.0143
糖解PWY塞內加爾另枝菌 糖解III (自葡萄糖) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.0000535) 2699 0.00274 0.0144
P162_PWY未分類 L-麩醯胺酸降解V (藉由羥基戊二酸鹽) 0 (0 - 0.000097) 0.000101 (0 - 0.000248) 2878 0.00276 0.0144
PWY_5667共生梭菌 CDP-二醯基甘油生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1892 0.00279 0.0144
PWY_6122毛螺菌科細菌3_1_46FAA 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成II 0 (0 - 0.000152) 0 (0 - 0) 1685 0.00279 0.0144
PWY_6151糞球菌屬ART55_1 S-腺苷基-L-甲硫胺酸循環I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00132) 2831 0.0028 0.0144
PWY_6163梭狀梭菌 自3-脫氫奎尼酸之分支酸鹽生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1892 0.00279 0.0144
PWY_6277毛螺菌科細菌3_1_46FAA 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0.000152) 0 (0 - 0) 1685 0.00279 0.0144
PWY_6703酸奶瘤胃球菌 preQ0生物合成 0 (0 - 0.000472) 0.000313 (0 - 0.00112) 2896 0.0027 0.0144
PWY_7111挑剔真桿菌 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0.000291 (0.0000056 - 0.000699) 0.0006 (0.000222 - 0.00138) 2944 0.00266 0.0144
PWY_7220未分類 腺苷去氧核糖核苷酸從頭生物合成II 0.00178 (0.00117 - 0.00316) 0.00306 (0.00187 - 0.00451) 2943 0.00275 0.0144
PWY_7222未分類 鳥苷去氧核糖核苷酸從頭生物合成II 0.00178 (0.00117 - 0.00316) 0.00306 (0.00187 - 0.00451) 2943 0.00275 0.0144
PWY0_1297活潑瘤胃球菌 嘌呤去氧核糖核苷降解之超級途徑 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1890 0.00265 0.0144
PWY0_1319共生梭菌 CDP-二醯基甘油生物合成II 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1892 0.00279 0.0144
未整合哈氏梭菌 未整合 0 (0 - 0.135) 0 (0 - 0) 1755 0.00272 0.0144
VALSYN_PWY挑剔真桿菌 L-纈胺酸生物合成 0.000291 (0.0000056 - 0.000699) 0.0006 (0.000222 - 0.00138) 2944 0.00266 0.0144
PWY_6163活潑瘤胃球菌 自3-脫氫奎尼酸之分支酸鹽生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1894 0.00294 0.0151
PWY_7237共生梭菌 肌-肌醇、掌性-肌醇及青蟹-肌醇降解 0 (0 - 0.0000168) 0 (0 - 0) 1805 0.00294 0.0151
PWY_7221挑剔真桿菌 鳥苷核糖核苷酸從頭生物合成 0.000313 (0 - 0.000718) 0.00064 (0.000165 - 0.00139) 2934 0.003 0.0153
PWY_7111活潑瘤胃球菌 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0.000012) 0 (0 - 0) 1807 0.00307 0.0155
PWY_7219挑剔真桿菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0.000359 (0 - 0.000874) 0.000821 (0.000196 - 0.00177) 2933.5 0.00307 0.0155
未整合塞內加爾另枝菌 未整合 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.0557) 2823 0.00321 0.0161
PWY_7456糞球菌屬ART55_1 甘露聚糖降解 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.0017) 2822 0.00327 0.0163
PWY_5667鮑氏梭菌 CDP-二醯基甘油生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1842 0.00333 0.0165
PWY_6609塞內加爾另枝菌 腺嘌呤及腺苷補救III 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.0000493) 2720 0.00335 0.0165
PWY0_1319鮑氏梭菌 CDP-二醯基甘油生物合成II 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1842 0.00333 0.0165
DTDPRHAMSYN_PWY遲緩埃格特菌 dTDP-L-鼠李糖生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1901 0.00354 0.0168
GALACTUROCAT_PWY未分類 D-半乳糖醛酸酯降解I 0.000718 (0.000477 - 0.000989) 0.000953 (0.000665 - 0.00121) 2926 0.00351 0.0168
PANTO_PWY糞球菌屬ART55_1 磷酸泛酸生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00103) 2818 0.00349 0.0168
PWY_5659糞球菌屬ART55_1 GDP-甘露糖生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00163) 2820.5 0.00357 0.0168
PWY_6151腸道巴恩斯氏菌 S-腺苷基-L-甲硫胺酸循環I 0.000125 (0 - 0.000411) 0.000331 (0.000128 - 0.0006) 2915 0.00349 0.0168
PWY_6151挑剔真桿菌 S-腺苷基-L-甲硫胺酸循環I 0.000375 (0 - 0.000799) 0.000622 (0.000203 - 0.00149) 2921 0.00356 0.0168
PWY_6305未分類 腐胺生物合成IV 0.00134 (0.000913 - 0.00206) 0.00181 (0.00136 - 0.00253) 2927 0.00346 0.0168
PWY_7219糞球菌屬ART55_1 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00158) 2821.5 0.00352 0.0168
PWY_7219普氏黃桿菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0.0000552) 0 (0 - 0) 1791.5 0.00342 0.0168
PWY_7221扭鏈瘤胃球菌 鳥苷核糖核苷酸從頭生物合成 0.0000312 (0 - 0.000251) 0 (0 - 0.0000344) 1648 0.00344 0.0168
TRPSYN_PWY糞球菌屬ART55_1 L-色胺酸生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00129) 2822.5 0.00346 0.0168
HSERMETANA_PWY未分類 L-甲硫胺酸生物合成III 0.000828 (0.000622 - 0.00151) 0.00133 (0.000792 - 0.00222) 2923 0.00366 0.017
NONMEVIPP_PWY毛螺菌科細菌1_1_57FAA 甲基赤蘚醇磷酸途徑I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1837.5 0.00361 0.017
PWY_5484未分類 糖解II (自果糖6-磷酸鹽) 0.000523 (0.000135 - 0.00178) 0.00113 (0.000569 - 0.00222) 2923 0.00363 0.017
PWY_621糞球菌屬ART55_1 蔗糖降解III (蔗糖轉化酶) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00264) 2818.5 0.0037 0.0171
未整合糞球菌屬ART55_1 未整合 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.923) 2816.5 0.00382 0.0176
PWY_2942糞球菌屬ART55_1 L-離胺酸生物合成III 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00118) 2814.5 0.00395 0.0182
GLYCOGENSYNTH_PWY糞球菌屬ART55_1 糖原生物合成I (自ADP-D-葡萄糖) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00155) 2813.5 0.00402 0.0183
THRESYN_PWY糞球菌屬ART55_1 L-蘇胺酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00116) 2813.5 0.00402 0.0183
COA_PWY_1梭菌目細菌1_7_47FAA 輔酶A生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1917.5 0.0041 0.0184
COA_PWY梭菌目細菌1_7_47FAA 輔酶A生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1918.5 0.00421 0.0184
GALACT_GLUCUROCAT_PWY未分類 己糖醛酸苷及己糖醛酸降解之超級途徑 0.000628 (0.000439 - 0.00109) 0.000997 (0.000653 - 0.00132) 2912.5 0.00423 0.0184
PWY_3001糞球菌屬ART55_1 L-異白胺酸生物合成I之超級途徑 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00107) 2811.5 0.00415 0.0184
PWY_5667梭狀梭菌 CDP-二醯基甘油生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1918.5 0.00421 0.0184
PWY_6123糞球菌屬ART55_1 肌苷-5'-磷酸鹽生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.0012) 2811.5 0.00415 0.0184
PWY_7111糞球菌屬ART55_1 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00099) 2810.5 0.00422 0.0184
PWY_7111毛螺菌科細菌1_1_57FAA 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0.0000348) 0 (0 - 0) 1789 0.00417 0.0184
PWY_7208糞球菌屬ART55_1 嘧啶核酸鹼基補救之超級途徑 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00111) 2811.5 0.00415 0.0184
PWY0_1319梭狀梭菌 CDP-二醯基甘油生物合成II 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1918.5 0.00421 0.0184
UDPNAGSYN_PWY糞球菌屬ART55_1 UDP-N-乙醯基-D-葡萄糖胺生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00137) 2810.5 0.00422 0.0184
VALSYN_PWY毛螺菌科細菌1_1_57FAA L-纈胺酸生物合成 0 (0 - 0.0000348) 0 (0 - 0) 1789 0.00417 0.0184
PWY_5097糞球菌屬ART55_1 L-離胺酸生物合成VI 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.0012) 2809.5 0.00429 0.0185
PWY_6700糞球菌屬ART55_1 辮苷生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00117) 2809.5 0.00429 0.0185
PWY_6527糞球菌屬ART55_1 水蘇糖降解 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00172) 2808.5 0.00436 0.0186
PWY_6737哈氏梭菌 澱粉降解V 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1880 0.00437 0.0186
PWY0_1296_天門冬形梭菌 嘌呤核糖核苷降解 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1919.5 0.00432 0.0186
PWY_5104糞球菌屬ART55_1 L-異白胺酸生物合成IV 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.0012) 2807.5 0.00443 0.0187
PWY_6122毛螺菌科細菌2_1_58FAA 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成II 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1920.5 0.00444 0.0187
PWY_6277毛螺菌科細菌2_1_58FAA 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1920.5 0.00444 0.0187
支鏈AA_SYN_PWY糞球菌屬ART55_1 支鏈胺基酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00108) 2806.5 0.00451 0.0189
PWY_5103糞球菌屬ART55_1 L-異白胺酸生物合成III 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000978) 2806.5 0.00451 0.0189
ILEUSYN_PWY糞球菌屬ART55_1 L-異白胺酸生物合成I (自蘇胺酸) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00114) 2804.5 0.00466 0.0193
PYRIDNUCSYN_PWY糞球菌屬ART55_1 NAD生物合成I (自天冬胺酸鹽) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00108) 2804.5 0.00466 0.0193
VALSYN_PWY糞球菌屬ART55_1 L-纈胺酸生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00114) 2804.5 0.00466 0.0193
PWY_6124糞球菌屬ART55_1 肌苷-5'-磷酸鹽生物合成II 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00113) 2803.5 0.00473 0.0195
PWY0_1297梭菌目細菌1_7_47FAA 嘌呤去氧核糖核苷降解之超級途徑 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1923.5 0.0048 0.0197
NONOXIPENT_PWY挑剔真桿菌 磷酸戊糖途徑(非氧化分支) 0.000394 (0 - 0.000819) 0.000617 (0.000177 - 0.00142) 2899 0.00486 0.0199
GLYCOGENSYNTH_PWY兩形真桿菌 糖原生物合成I (自ADP-D-葡萄糖) 0 (0 - 0.000268) 0.000125 (0 - 0.000507) 2840 0.00497 0.0202
PWY_6737共生梭菌 澱粉降解V 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1845 0.00501 0.0202
未整合挑剔真桿菌 未整合 0.192 (0.0259 - 0.367) 0.324 (0.12 - 0.706) 2900 0.00496 0.0202
VALSYN_PWY鮑氏梭菌 L-纈胺酸生物合成 0 (0 - 0.0000142) 0 (0 - 0) 1823.5 0.00498 0.0202
PWY_7111未分類 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0.0115 (0.00851 - 0.0145) 0.0136 (0.0108 - 0.0164) 2899 0.0051 0.0205
PWY_5667卵瘤胃球菌 CDP-二醯基甘油生物合成I 0.0000317 (0 - 0.000122) 0.0000943 (0.0000231 - 0.00024) 2881 0.00517 0.0206
PWY_7219腸道巴恩斯氏菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0.000173 (0 - 0.000674) 0.000512 (0.000192 - 0.000716) 2894 0.00513 0.0206
PWY0_1319卵瘤胃球菌 CDP-二醯基甘油生物合成II 0.0000317 (0 - 0.000122) 0.0000943 (0.0000231 - 0.00024) 2881 0.00517 0.0206
ILEUSYN_PWY未分類 L-異白胺酸生物合成I (自蘇胺酸) 0.0117 (0.00851 - 0.0145) 0.0138 (0.0115 - 0.0164) 2897 0.00524 0.0207
VALSYN_PWY未分類 L-纈胺酸生物合成 0.0117 (0.00851 - 0.0145) 0.0138 (0.0115 - 0.0164) 2897 0.00524 0.0207
PWY_1042卵瘤胃球菌 糖解IV (植物胞質液) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000149) 2796.5 0.0053 0.0209
PWY_7221毛螺菌科細菌1_4_56FAA 鳥苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1927.5 0.00532 0.0209
PWY0_1298未分類 嘧啶去氧核糖核苷降解之超級途徑 0.000285 (0.000138 - 0.00042) 0.000382 (0.000236 - 0.000607) 2895.5 0.00535 0.0209
PWY_4984普氏黃桿菌 尿素循環 0 (0 - 0.0000361) 0 (0 - 0) 1823 0.00561 0.0219
X1CMET2_PWY馬賽擬桿菌 N10-甲醯基-四氫葉酸鹽生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00036) 2741 0.00562 0.0219
PWY_7111腸道巴恩斯氏菌 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0.000125 (0 - 0.000436) 0.00033 (0.000123 - 0.000561) 2886 0.00584 0.0225
VALSYN_PWY腸道巴恩斯氏菌 L-纈胺酸生物合成 0.000125 (0 - 0.000436) 0.00033 (0.000123 - 0.000561) 2886 0.00584 0.0225
PWY_5103未分類 L-異白胺酸生物合成III 0.00655 (0.00495 - 0.00942) 0.00852 (0.00635 - 0.0104) 2888 0.00592 0.0228
PWY_6471未分類 肽聚醣生物合成IV (糞便腸球菌) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1903 0.00604 0.0231
PWY0_1296兩形真桿菌 嘌呤核糖核苷降解 0 (0 - 0.000317) 0.000114 (0 - 0.000641) 2824.5 0.00604 0.0231
SALVADEHYPOX_PWY未分類 腺苷核苷酸降解II 0.00109 (0.000787 - 0.00145) 0.00141 (0.00112 - 0.00192) 2886 0.00608 0.0232
PWY_6737產乙酸多爾氏菌 澱粉降解V 0.000204 (0.0000983 - 0.000285) 0.000116 (0.0000639 - 0.000195) 1640 0.00619 0.0235
PWY_6121毛螺菌科細菌1_1_57FAA 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成I 0 (0 - 0.0000328) 0 (0 - 0) 1829 0.00629 0.0238
PWY_7111普氏黃桿菌 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0.0000355) 0 (0 - 0) 1817 0.00632 0.0238
VALSYN_PWY普氏黃桿菌 L-纈胺酸生物合成 0 (0 - 0.0000355) 0 (0 - 0) 1817 0.00632 0.0238
PWY_7357卵瘤胃球菌 自吡啶硫胺及氧化硫胺之硫胺合成(酵母) 0.0000515 (0 - 0.000208) 0.000128 (0.0000665 - 0.000336) 2869.5 0.00645 0.0242
PANTO_PWY扭鏈瘤胃球菌 磷酸泛酸生物合成I 0.000375 (0.000178 - 0.0007) 0.000285 (0.000106 - 0.000385) 1644 0.00658 0.0245
PWY_1042腸道巴恩斯氏菌 糖解IV (植物胞質液) 0.000203 (0 - 0.000564) 0.000417 (0.000167 - 0.000662) 2875 0.00656 0.0245
ARO_PWY鮑氏梭菌 分支酸鹽生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1947 0.00667 0.0246
完整ARO_PWY鮑氏梭菌 芳香族胺基酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1947 0.00667 0.0246
PWY_6121兩形真桿菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成I 0 (0 - 0.000322) 0.000154 (0 - 0.000682) 2820 0.0067 0.0246
PWY_7219人結腸厭氧棍狀菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1907 0.00663 0.0246
PWY_5686腸道巴恩斯氏菌 UMP生物合成 0.000113 (0 - 0.000461) 0.000344 (0.00011 - 0.000565) 2871 0.00674 0.0247
PWY_6527普拉梭菌 水蘇糖降解 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000995) 2765 0.0069 0.0252
PWY_1042毛螺菌科細菌1_1_57FAA 糖解IV (植物胞質液) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1910 0.0071 0.0258
PWY_7111梭狀梭菌 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1920 0.00724 0.0261
PWY66_422兩形真桿菌 D-半乳糖降解V (Leloir途徑) 0 (0 - 0.000342) 0.000163 (0 - 0.000623) 2815 0.00721 0.0261
VALSYN_PWY梭狀梭菌 L-纈胺酸生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1920 0.00724 0.0261
PWY_6386毛螺菌科細菌1_1_57FAA UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成II (含有離胺酸) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1864 0.00739 0.0264
PWY0_1296靈巧糞球菌 嘌呤核糖核苷降解 0.0000464 (0 - 0.000124) 0.0000949 (0.0000532 - 0.000137) 2866 0.0074 0.0264
PWY66_422未分類 D-半乳糖降解V (Leloir途徑) 0.00592 (0.00417 - 0.00827) 0.0069 (0.0057 - 0.00939) 2871 0.00742 0.0264
未整合腸道巴恩斯氏菌 未整合 0.162 (0 - 0.485) 0.368 (0.163 - 0.537) 2868.5 0.0074 0.0264
PWY_241未分類 C4光合碳同化循環，NADP-ME型 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000143) 2742.5 0.00759 0.0266
PWY_6317未分類 半乳糖降解I (Leloir途徑) 0.00592 (0.00417 - 0.00827) 0.0069 (0.0057 - 0.00939) 2870 0.00752 0.0266
PWY_6387毛螺菌科細菌1_1_57FAA UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1865 0.00754 0.0266
PWY_7111毛螺菌科細菌2_1_58FAA 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1952 0.00759 0.0266
VALSYN_PWY哈氏梭菌 L-纈胺酸生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1887.5 0.00755 0.0266
PWY_4981未分類 L-脯胺酸生物合成II (自精胺酸) 0.00162 (0.000595 - 0.00345) 0.00283 (0.00117 - 0.0045) 2867 0.00782 0.0273
PWY_7111酸奶瘤胃球菌 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0.000202) 0.000125 (0 - 0.000338) 2826.5 0.00798 0.0278
PEPTIDOGLYCANSYN_PWY毛螺菌科細菌1_1_57FAA 肽聚醣生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1891.5 0.00822 0.0284
PWY_6122兩形真桿菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成II 0 (0 - 0.000389) 0.000167 (0 - 0.000642) 2805 0.00833 0.0284
PWY_6277兩形真桿菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0.000389) 0.000167 (0 - 0.000642) 2805 0.00833 0.0284
PWY_6608內臟臭氣桿菌 鳥苷核苷酸降解III 0.0000571 (0 - 0.000193) 0.000171 (0 - 0.000303) 2845 0.00823 0.0284
PWY_6609毛螺菌科細菌2_1_58FAA 腺嘌呤及腺苷補救III 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1926 0.00833 0.0284
PWY_7219馬賽擬桿菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00056) 2742 0.00821 0.0284
PWY_7221腸道巴恩斯氏菌 鳥苷核糖核苷酸從頭生物合成 0.0000759 (0 - 0.000478) 0.000342 (0.000114 - 0.000576) 2856 0.00834 0.0284
PWY_7221普氏黃桿菌 鳥苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0.0000288) 0 (0 - 0) 1851.5 0.00856 0.0291
NONOXIPENT_PWY酸奶瘤胃球菌 磷酸戊糖途徑(非氧化分支) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000296) 2742 0.00878 0.0292
PWY_3841馬賽擬桿菌 葉酸鹽轉換II 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000393) 2730 0.00867 0.0292
PWY_5667腸道巴恩斯氏菌 CDP-二醯基甘油生物合成I 0.00013 (0 - 0.000513) 0.000316 (0.000143 - 0.000605) 2852 0.00878 0.0292
PWY_6609兩形真桿菌 腺嘌呤及腺苷補救III 0 (0 - 0.000335) 0.000121 (0 - 0.00067) 2799.5 0.00871 0.0292
PWY_7219哈氏梭菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1872 0.00867 0.0292
PWY_7357兩形真桿菌 自吡啶硫胺及氧化硫胺之硫胺合成(酵母) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000193) 2706 0.00867 0.0292
PWY0_1319腸道巴恩斯氏菌 CDP-二醯基甘油生物合成II 0.00013 (0 - 0.000513) 0.000316 (0.000143 - 0.000605) 2852 0.00878 0.0292
THISYNARA_PWY卵瘤胃球菌 硫胺雙磷酸生物合成III之超級途徑(真核生物) 0 (0 - 0.0000872) 0.000078 (0 - 0.000176) 2833 0.00881 0.0292
PWY_7219毛螺菌科細菌1_1_57FAA 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0.0000818) 0 (0 - 0) 1814 0.00884 0.0293
PANTO_PWY遲緩埃格特菌 磷酸泛酸生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1881 0.00902 0.0297
PWY_5121未分類 香葉基香葉基二磷酸生物合成II之超級途徑(經由MEP) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000128) 2657 0.00899 0.0297
PWY_7219扭鏈瘤胃球菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0.000353 (0.000193 - 0.000936) 0.000225 (0.000127 - 0.000465) 1669 0.00912 0.0299
PWY_7219克拉副普雷沃菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0.0000432) 0 (0 - 0.000387) 2758 0.00918 0.03
VALSYN_PWY產乙酸多爾氏菌 L-纈胺酸生物合成 0.000131 (0.0000661 - 0.0002) 0.0000863 (0.0000473 - 0.000133) 1671 0.00929 0.0303
PWY_6122毛螺菌科細菌1_1_57FAA 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成II 0 (0 - 0.0000438) 0 (0 - 0) 1828 0.00943 0.0306
PWY_6277毛螺菌科細菌1_1_57FAA 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0.0000438) 0 (0 - 0) 1828 0.00943 0.0306
PWY_5097腸道巴恩斯氏菌 L-離胺酸生物合成VI 0.000202 (0 - 0.000581) 0.000436 (0.000171 - 0.000668) 2846 0.00961 0.0311
PWY_2723大腸桿菌 海藻糖降解V 0 (0 - 0.0000739) 0 (0 - 0) 1781.5 0.00986 0.0317
PYRIDNUCSYN_PWY未分類 NAD生物合成I (自天冬胺酸鹽) 0.00198 (0.00123 - 0.00265) 0.00236 (0.0017 - 0.00321) 2849 0.00986 0.0317
PWY_7219兩形真桿菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0.000456) 0.000158 (0 - 0.000928) 2792 0.01 0.0321
PWY_6151兩形真桿菌 S-腺苷基-L-甲硫胺酸循環I 0 (0 - 0.000483) 0.000196 (0 - 0.0007) 2790 0.0103 0.0329
未整合兩形真桿菌 未整合 0 (0 - 0.192) 0.11 (0 - 0.235) 2790 0.0103 0.0329
PWY_7357未分類 自吡啶硫胺及氧化硫胺之硫胺合成(酵母) 0.00307 (0.00178 - 0.00543) 0.00454 (0.00291 - 0.00637) 2845 0.0104 0.033
PWY_5188靈巧糞球菌 四吡咯生物合成I (自麩胺酸鹽) 0 (0 - 0.0000326) 0.000028 (0 - 0.0000766) 2794.5 0.0106 0.0336
PWY_5686卵瘤胃球菌 UMP生物合成 0.0000767 (0 - 0.000177) 0.000124 (0.0000616 - 0.000249) 2838 0.0108 0.034
PWY_7111_天門冬形梭菌 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1890 0.0108 0.034
DTDPRHAMSYN_PWY兩形真桿菌 dTDP-L-鼠李糖生物合成I 0 (0 - 0.0000352) 0.0000106 (0 - 0.000117) 2759 0.011 0.0346
PWY_1042遲緩埃格特菌 糖解IV (植物胞質液) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1939 0.0112 0.0351
PWY_6700克拉副普雷沃菌 辮苷生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000342) 2726.5 0.0112 0.0351
未整合奇特龍梭菌 未整合 0 (0 - 0.0845) 0 (0 - 0) 1795 0.0115 0.0358
ARO_PWY產乙酸多爾氏菌 分支酸鹽生物合成I 0.0001 (0 - 0.000171) 0.0000586 (0 - 0.0000962) 1701 0.0115 0.0359
PWY_6122挑剔真桿菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成II 0.000314 (0 - 0.000728) 0.000572 (0.00017 - 0.0012) 2833 0.0117 0.0362
PWY_6277挑剔真桿菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成之超級途徑 0.000314 (0 - 0.000728) 0.000572 (0.00017 - 0.0012) 2833 0.0117 0.0362
PWY_6737羅斯拜瑞氏菌 澱粉降解V 0.000516 (0.0000853 - 0.00175) 0.000276 (0.0000219 - 0.000721) 1690 0.0117 0.0362
PANTO_PWY溶木聚糖擬桿菌 磷酸泛酸生物合成I 0 (0 - 0.00015) 0.0000913 (0 - 0.000371) 2797.5 0.0118 0.0365
PWY_2942遲緩埃格特菌 L-離胺酸生物合成III 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1917 0.0119 0.0365
PWY_6151馬賽擬桿菌 S-腺苷-L-甲硫胺酸循環I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.0004) 2714.5 0.0119 0.0365
COA_PWY_1扭鏈瘤胃球菌 輔酶A生物合成I 0.000285 (0.000109 - 0.000644) 0.000164 (0.0000489 - 0.000362) 1693 0.0121 0.0366
PWY_5686兩形真桿菌 UMP生物合成 0 (0 - 0.000297) 0.000118 (0 - 0.000531) 2779 0.012 0.0366
PWY_6386扭鏈瘤胃球菌 UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成II (含有離胺酸) 0.000366 (0.000152 - 0.000861) 0.00023 (0.0000872 - 0.000405) 1691 0.012 0.0366
GLYCOLYSIS未分類 糖解I (自葡萄糖6-磷酸鹽) 0.000572 (0.000142 - 0.00214) 0.00128 (0.000583 - 0.00265) 2832 0.0122 0.0368
ARO_PWY毛螺菌科細菌1_1_57FAA 分支酸鹽生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1920 0.0127 0.0379
NONMEVIPP_PWY克拉副普雷沃菌 甲基赤蘚醇磷酸途徑I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000313) 2718.5 0.0127 0.0379
PWY_2942普氏黃桿菌 L-離胺酸生物合成III 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1898 0.0126 0.0379
PWY_6163毛螺菌科細菌1_1_57FAA 自3-脫氫奎尼酸之分支酸鹽生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1898 0.0126 0.0379
PWY_7219遲緩埃格特菌 腺苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1898 0.0126 0.0379
PWY_6121挑剔真桿菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成I 0.000339 (0 - 0.00074) 0.000526 (0.000181 - 0.00124) 2825.5 0.0128 0.0382
TCA未分類 TCA循環I (原核生物) 0.0000488 (0 - 0.000226) 0.000173 (0 - 0.000483) 2802 0.0128 0.0382
PWY_5695毛螺菌科細菌3_1_57FAA_CT1 尿酸鹽生物合成/肌苷5'-磷酸鹽降解 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1946 0.0131 0.0385
PWY_6387腸道巴恩斯氏菌 UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0.000121 (0 - 0.000453) 0.000347 (0.000104 - 0.000553) 2818 0.0131 0.0385
PWY_6936兩形真桿菌 硒基-胺基酸生物合成 0 (0 - 0.00025) 0.0000634 (0 - 0.000465) 2761 0.0131 0.0385
未整合人羅斯拜瑞氏菌 未整合 0.23 (0.155 - 0.33) 0.303 (0.227 - 0.417) 2825.5 0.013 0.0385
PWY_2942馬賽擬桿菌 L-離胺酸生物合成III 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000345) 2707.5 0.0133 0.0391
精胺酸_SYN4_PWY未分類 L-鳥胺酸從頭生物合成 0 (0 - 0.000111) 0.0000637 (0 - 0.000168) 2772.5 0.0135 0.0395
PWY_5100兩形真桿菌 丙酮酸鹽向乙酸鹽及乳酸鹽之發酵II 0 (0 - 0.000376) 0.000138 (0 - 0.000697) 2768 0.0135 0.0395
PWY_6527毛螺菌科細菌3_1_57FAA_CT1 水蘇糖降解 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1902 0.0136 0.0396
GLUCUROCAT_PWY未分類 &β;-D-葡萄糖醛酸苷及D-葡萄糖醛酸鹽降解之超級途徑 0.000751 (0.000425 - 0.0012) 0.00107 (0.000643 - 0.00137) 2822.5 0.0137 0.0397
PWY_6609靈巧糞球菌 腺嘌呤及腺苷補救III 0.0000683 (0 - 0.000172) 0.000126 (0.0000688 - 0.000197) 2816.5 0.0137 0.0397
PWY_6737_天門冬形梭菌 澱粉降解V 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1931.5 0.0137 0.0397
未整合馬賽擬桿菌 未整合 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.428) 2712 0.014 0.0404
PEPTIDOGLYCANSYN_PWY腸道巴恩斯氏菌 肽聚醣生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0.000123 (0 - 0.000469) 0.000352 (0.0000938 - 0.000593) 2811 0.0143 0.0405
PWY_5667酸奶瘤胃球菌 CDP-二醯基甘油生物合成I 0 (0 - 0.000104) 0.0000533 (0 - 0.00028) 2768.5 0.0143 0.0405
PWY_6386腸道巴恩斯氏菌 UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成II (含有離胺酸) 0.000133 (0 - 0.000464) 0.000362 (0.000117 - 0.000573) 2811 0.0143 0.0405
PWY_6700腸道巴恩斯氏菌 辮苷生物合成 0.000178 (0 - 0.000563) 0.000401 (0.000155 - 0.00058) 2813.5 0.0142 0.0405
PWY_7282脆弱擬桿菌 4-胺基-2-甲基-5-磷酸甲基嘧啶生物合成(酵母) 0 (0 - 0.000108) 0 (0 - 0) 1852 0.0142 0.0405
PWY0_1319酸奶瘤胃球菌 CDP-二醯基甘油生物合成II 0 (0 - 0.000104) 0.0000533 (0 - 0.00028) 2768.5 0.0143 0.0405
PWY66_399未分類 糖質新生III 0.000175 (0 - 0.00044) 0.000336 (0 - 0.000942) 2803 0.0142 0.0405
PANTO_PWY克拉副普雷沃菌 磷酸泛酸生物合成I 0 (0 - 0.0000509) 0 (0 - 0.000372) 2728 0.0144 0.0406
PANTO_PWY毛螺菌科細菌1_1_57FAA 磷酸泛酸生物合成I 0 (0 - 0.0000863) 0 (0 - 0) 1830 0.0144 0.0407
PWY_5667系結梭菌 CDP-二醯基甘油生物合成I 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1960 0.0147 0.0412
PWY0_1319系結梭菌 CDP-二醯基甘油生物合成II 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1960 0.0147 0.0412
PWY_2942腸道巴恩斯氏菌 L-離胺酸生物合成III 0.00013 (0 - 0.000585) 0.000425 (0.000138 - 0.000612) 2809 0.0149 0.0414
PWY_5855大腸桿菌 泛醌-7生物合成(原核生物) 0 (0 - 0.000103) 0 (0 - 0) 1802.5 0.0151 0.0414
PWY_5856大腸桿菌 泛醌-9生物合成(原核生物) 0 (0 - 0.000103) 0 (0 - 0) 1802.5 0.0151 0.0414
PWY_5857大腸桿菌 泛醌-10生物合成(原核生物) 0 (0 - 0.000103) 0 (0 - 0) 1802.5 0.0151 0.0414
PWY_6708大腸桿菌 泛醌-8生物合成(原核生物) 0 (0 - 0.000103) 0 (0 - 0) 1802.5 0.0151 0.0414
PWY_6737毛螺菌科細菌7_1_58FAA 澱粉降解V 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1893.5 0.0148 0.0414
PWY_7111奇特龍梭菌 丙酮酸鹽向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1961 0.015 0.0414
VALSYN_PWY奇特龍梭菌 L-纈胺酸生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1961 0.015 0.0414
HISTSYN_PWY毛螺菌科細菌7_1_58FAA L-組胺酸生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1936.5 0.0152 0.0416
ARGSYN_PWY大腸桿菌 L-精胺酸生物合成I (經由L-鳥胺酸) 0 (0 - 0.000139) 0 (0 - 0) 1839 0.0155 0.0425
CALVIN_PWY扭鏈瘤胃球菌 卡爾文循環 0.0000569 (0 - 0.000357) 0 (0 - 0.0000924) 1755 0.0157 0.0428
PANTO_PWY腸道巴恩斯氏菌 磷酸泛酸生物合成I 0.000134 (0 - 0.000584) 0.000375 (0.0000885 - 0.000625) 2805 0.0157 0.0428
PWY_7221馬賽擬桿菌 鳥苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000451) 2696.5 0.0158 0.0429
UBISYN_PWY大腸桿菌 泛醌-8生物合成(原核生物)之超級途徑 0 (0 - 0.000111) 0 (0 - 0) 1813 0.0159 0.0431
PWY_6125遲緩埃格特菌 鳥苷核苷酸從頭生物合成II之超級途徑 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1964 0.0161 0.0434
PWY_6737毛螺菌科細菌1_1_57FAA 澱粉降解V 0 (0 - 0.0000376) 0 (0 - 0) 1845.5 0.0161 0.0434
PWY0_1296羅斯拜瑞氏菌 嘌呤核糖核苷降解 0.000235 (0.0000364 - 0.000771) 0.000104 (0 - 0.000394) 1720 0.0163 0.0439
PWY0_162未分類 嘧啶核糖核苷酸從頭生物合成之超級途徑 0.00204 (0.00166 - 0.00355) 0.00306 (0.00191 - 0.00456) 2808 0.0164 0.044
PWY_5188普氏黃桿菌 四吡咯生物合成I (自麩胺酸鹽) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1900.5 0.0168 0.0449
PWY_6609遲緩埃格特菌 腺嘌呤及腺苷補救III 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1941.5 0.0168 0.0449
未整合毛螺菌科細菌3_1_57FAA_CT1 未整合 0 (0 - 0.164) 0 (0 - 0) 1840.5 0.017 0.0453
PWY_4981遲緩埃格特菌 L-脯胺酸生物合成II (自精胺酸) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1921 0.0172 0.0456
PWY0_1586遲緩埃格特菌 肽聚醣成熟(含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1921 0.0172 0.0456
PWY_5667挑剔真桿菌 CDP-二醯基甘油生物合成I 0.000143 (0 - 0.00054) 0.000286 (0.0000566 - 0.000829) 2797 0.0173 0.0457
PWY0_1319挑剔真桿菌 CDP-二醯基甘油生物合成II 0.000143 (0 - 0.00054) 0.000286 (0.0000566 - 0.000829) 2797 0.0173 0.0457
PWY_5097克拉副普雷沃菌 L-離胺酸生物合成VI 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000309) 2708 0.0175 0.0459
PWY_6163普氏黃桿菌 自3-脫氫奎尼酸之分支酸鹽生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1943.5 0.0175 0.0459
PWY0_1296哈氏梭菌 嘌呤核糖核苷降解 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1922 0.0175 0.0459
COA_PWY_1羅斯拜瑞氏菌 輔酶A生物合成I 0.00024 (0 - 0.000831) 0.0000936 (0 - 0.000258) 1732.5 0.0176 0.046
PEPTIDOGLYCANSYN_PWY普氏黃桿菌 肽聚醣生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1969 0.0179 0.0466
PWY_5097人羅斯拜瑞氏菌 L-離胺酸生物合成VI 0 (0 - 0.000114) 0.0000777 (0 - 0.000217) 2767 0.018 0.0466
PWY_6386普氏黃桿菌 UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成II (含有離胺酸) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1969 0.0179 0.0466
PWY_6387普氏黃桿菌 UDP-N-乙醯胞壁醯基-五肽生物合成I (含有內消旋二胺基庚二酸鹽) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1969 0.0179 0.0466
未整合遲緩埃格特菌 未整合 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1904.5 0.0181 0.0467
PWY_6700馬賽擬桿菌 辮苷生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000379) 2683 0.0182 0.0471
ENTBACSYN_PWY大腸桿菌 腸桿菌素生物合成 0 (0 - 0.000363) 0 (0 - 0) 1816.5 0.0185 0.0472
PWY_5667溶木聚糖擬桿菌 CDP-二醯基甘油生物合成I 0 (0 - 0.00008) 0.0000409 (0 - 0.000238) 2747 0.0185 0.0472
PWY_6936凸腹真桿菌(Eubacterium_ventriosum) 硒基-胺基酸生物合成 0 (0 - 0.000117) 0 (0 - 0.0000282) 1796 0.0185 0.0472
PWY0_1319溶木聚糖擬桿菌 CDP-二醯基甘油生物合成II 0 (0 - 0.00008) 0.0000409 (0 - 0.000238) 2747 0.0185 0.0472
ILEUSYN_PWY產乙酸多爾氏菌 L-異白胺酸生物合成I (自蘇胺酸) 0.000123 (0 - 0.0002) 0.0000638 (0 - 0.000127) 1737 0.0186 0.0474
PWY_6151酸奶瘤胃球菌 S-腺苷基-L-甲硫胺酸循環I 0 (0 - 0.000141) 0.000105 (0 - 0.000277) 2756 0.0186 0.0474
完整ARO_PWY毛螺菌科細菌1_1_57FAA 芳香族胺基酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1947.5 0.019 0.0482
PWY_6703馬賽擬桿菌 preQ0生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000264) 2671 0.0193 0.0488
PWY_7111馬賽擬桿菌 丙酮酸向異丁醇之發酵(經工程改造) 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00032) 2679 0.0194 0.0488
VALSYN_PWY馬賽擬桿菌 L-纈胺酸生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.00032) 2679 0.0194 0.0488
VALSYN_PWY酸奶瘤胃球菌 L-纈胺酸生物合成 0 (0 - 0.000131) 0.0000852 (0 - 0.000222) 2755 0.0193 0.0488
PWY_5505未分類 L-麩胺酸鹽及L-谷胺醯胺生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.0000582) 2614.5 0.0198 0.0493
PWY_5667克拉副普雷沃菌 CDP-二醯基甘油生物合成I 0 (0 - 0.0000281) 0 (0 - 0.000278) 2703 0.0197 0.0493
PWY_5695羅斯拜瑞氏菌 尿酸鹽生物合成/肌苷5'-磷酸鹽降解 0.00028 (0.00005 - 0.000871) 0.000136 (0 - 0.000359) 1737.5 0.0199 0.0493
PWY_6122遲緩埃格特菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成II 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1916 0.0199 0.0493
PWY_6277遲緩埃格特菌 5-胺基咪唑核糖核苷酸生物合成之超級途徑 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1916 0.0199 0.0493
PWY_7221毛螺菌科細菌3_1_57FAA_CT1 鳥苷核糖核苷酸從頭生物合成 0 (0 - 0) 0 (0 - 0) 1929 0.02 0.0493
PWY0_1319克拉副普雷沃菌 CDP-二醯基甘油生物合成II 0 (0 - 0.0000281) 0 (0 - 0.000278) 2703 0.0197 0.0493
未整合系結梭菌 未整合 0 (0 - 0.14) 0 (0 - 0) 1898 0.0198 0.0493
未整合克拉副普雷沃菌 未整合 0 (0 - 0.0495) 0 (0 - 0.292) 2705 0.02 0.0493
PANTO_PWY酸奶瘤胃球菌 磷酸泛酸生物合成I 0 (0 - 0.000108) 0.000092 (0 - 0.000242) 2738 0.0202 0.0496
PWY_5097馬賽擬桿菌 L-離胺酸生物合成VI 0 (0 - 0) 0 (0 - 0.000376) 2684 0.0202 0.0496
對139個樣品進行散彈槍功能分析(IBS：n=78且對照：n=58) 中位數豐度%表示為四分位距(IQR) 表 5- 預測 IBS 之尿液代謝物之尿液 MS 代謝物組學機器學習 LASSO 及隨機森林 (RF) 統計
LASSO RF
λ AUC 靈敏度 專一性 mtry AUC 靈敏度 專一性
0.050 1 0.978 1 1 0.999 0.988 1.000
10倍交叉驗證 10倍交叉驗證
參考 參考
預測 對照 IBS 預測 對照 IBS
對照 64 1.8 對照 64 1
IBS 0 78.2 IBS 0 79
精確度 (平均) 0.9875 精確度 (平均) 0.9931
秩編號 排序 代謝物 秩編號 排序 代謝物
1 100.00 A 80987 1 100 A 80987
2 60.15 Ala-Leu-Trp-Gly 2 89.74 Ala-Leu-Trp-Gly
3 38.02 苜蓿酸3-O-b-D-葡萄糖醛酸苷 3 86.81 苜蓿酸3-O-b-D-葡萄糖醛酸苷
4 1.95 (-)-表沒食子兒茶素硫酸盐 4 0.00 (-)-表沒食子兒茶素硫酸盐
分析有2個類別：對照及IBS且包括144個樣品(IBS：n=80且對照：n=64)
所報道之度量為10倍交叉驗證之10次重複之平均值。 表 6–IBS 患者與非 IBS 患者之間顯著差異豐富之尿液代謝物
代謝物 IBS (A.U.) 對照(A.U.) Log2FC Wilcoxon統計 p值 q值
N-十一醯基甘胺酸 212.2 16.5 3.686 28 ＜ 0.001 ＜ 0.001
γ-麩胺醯基-半胱胺酸 614.2 84.8 2.856 410 ＜ 0.001 ＜ 0.001
Alloathyriol 1.5 453.1 -8.265 4101 ＜ 0.001 ＜ 0.001
Trp-Ala-Pro 6.1 0.2 4.646 763.5 ＜ 0.001 ＜ 0.001
A 80987 730.8 0.1 12.885 0 ＜ 0.001 ＜ 0.001
苜蓿酸3-O-b-D-葡萄糖醛酸苷 475.4 12.8 5.212 0 ＜ 0.001 ＜ 0.001
Ala-Leu-Trp-Gly 420.3 120.5 1.802 83 ＜ 0.001 ＜ 0.001
琥珀酸氫布醯胺 319 3.1 6.677 423 ＜ 0.001 ＜ 0.001
(-)-表兒茶素硫酸盐 274 209.8 0.385 506 ＜ 0.001 ＜ 0.001
1,4,5-三甲基-萘 15.2 0 8.739 658.5 ＜ 0.001 ＜ 0.001
五羥黃酮3'-甲醚7,5'-二葡萄糖醛酸苷 0.6 22.5 -5.156 4094 ＜ 0.001 ＜ 0.001
托拉塞米 0.5 38.2 -6.289 4023 ＜ 0.001 ＜ 0.001
(-)-表沒食子兒茶素硫酸盐 129.1 165.2 -0.356 3826 ＜ 0.001 ＜ 0.001
十二烷二醯基肉鹼 61.9 9.7 2.679 1054 ＜ 0.001 ＜ 0.001
1,6,7-三甲基萘 17.2 0.1 7.234 1082.5 ＜ 0.001 ＜ 0.001
四氫吡啶二羧酸酯 1.8 71.6 -5.324 3671 ＜ 0.001 ＜ 0.001
Sumiki氏酸 84667.1 58728.8 0.528 1181 ＜ 0.001 ＜ 0.001
矽酸 4 734.3 -7.527 3556 ＜ 0.001 ＜ 0.001
飛燕草素3-(6''-O-4-蘋果單醯基-葡萄糖苷基)-5-葡萄糖苷 0.2 16.2 -6.341 3548 ＜ 0.001 ＜ 0.001
L-精胺酸 0 13.7 -8.547 3540 ＜ 0.001 ＜ 0.001
白胺醯基-甲硫胺酸 9.5 60.7 -2.682 3526 ＜ 0.001 ＜ 0.001
Phe-Gly-Gly-Ser 420 359.6 0.224 1250 ＜ 0.001 ＜ 0.001
Gln-Met-Pro-Ser 179.8 272.8 -0.601 3507 ＜ 0.001 ＜ 0.001
肌酸酐 729604.9 752607.5 -0.045 3500 ＜ 0.001 ＜ 0.001
Ala-Asn-Cys-Gly 177.5 229.7 -0.372 3431 ＜ 0.001 ＜ 0.001
2-羥基-2-(羥甲基)-2H-哌喃-3(6H)-酮 508.8 256 0.991 1329 ＜ 0.001 ＜ 0.001
硫乙哌丙嗪 38 9.7 1.974 1365 ＜ 0.001 ＜ 0.001
5-((2-碘乙醯胺基)乙基)-1-胺基萘硫酸鹽 627.5 257.7 1.284 1366.5 ＜ 0.001 ＜ 0.001
dCTP 379 323.1 0.231 1390 ＜ 0.001 ＜ 0.001
異白胺醯基-脯胺酸 10391.2 12988.5 -0.322 3362 ＜ 0.001 ＜ 0.001
3,4-亞甲基癸二酸 452826.1 482052 -0.09 3344 ＜ 0.001 ＜ 0.001
二甲基烯丙基焦磷酸酯/異戊烯基焦磷酸酯 15680 9743.9 0.686 1425 ＜ 0.001 ＜ 0.001
(4-羥基苯甲醯基)膽鹼 68.6 112.2 -0.711 3329 ＜ 0.001 ＜ 0.001
二氮嗪 145.7 212 -0.541 3318 ＜ 0.001 ＜ 0.001
3,5-二-O-沒食子醯基-1,4-半乳糖二酸內酯 638.5 539.3 0.243 1458 ＜ 0.001 ＜ 0.001
2-羥基吡啶 37.8 164.2 -2.121 3300 ＜ 0.001 ＜ 0.001
癸醯基肉鹼 152.9 46.7 1.71 1463 ＜ 0.001 ＜ 0.001
Asp-Met-Asp-Pro 894.5 744.1 0.266 1473 ＜ 0.001 ＜ 0.001
3-甲基二氧吲哚 203 326 -0.683 3250 0.00022 0.00161
(1S,3R,4S)-3,4-二羥基環己烷-1-甲酸酯 749.3 1010.2 -0.431 3244 0.000243 0.00173
Ala-Lys-Phe-Cys 47.3 107.7 -1.186 3238 0.000269 0.00187
3-吲哚羥丙酸 972.6 1898.6 -0.965 3216 0.000385 0.00261
[FA(18:0)]N-(9Z-十八烯醯基)-牛磺酸 197 178.2 0.145 1545 0.000404 0.00267
阿魏酸4-硫酸鹽 1569 3452.2 -1.138 3174 0.000746 0.00482
尿素 188415 198969.2 -0.079 3172 0.000769 0.00487
N-羧乙醯基-D-苯丙胺酸 307.4 438.4 -0.512 3166 0.000843 0.00522
4-甲氧基苯基乙醇硫酸鹽 476.3 889.1 -0.9 3155 0.000996 0.00604
UDP-4-脫氫-6-去氧-D-葡萄糖 192.4 171.7 0.164 1606 0.00104 0.00606
甲酸芳樟酯 20.8 30.6 -0.555 3153 0.00103 0.00606
去甲基橄欖苦苷 9.1 21.5 -1.233 3148 0.00111 0.0063
5'-鳥苷基-亞甲基-三磷酸酯 337.4 428.7 -0.346 3140 0.00125 0.00683
壬酸烯丙酯 18.4 24 -0.385 3140 0.00125 0.00683
辛酸2-苯乙酯 67.9 184.7 -1.444 3132 0.0014 0.00754
β-纖維雙醣 163.4 117.1 0.48 1628 0.00145 0.00762
D-半乳哌喃糖基-(1-＞3)-D-半乳哌喃糖基-(1-＞3)-L-阿拉伯糖 271.6 756.8 -1.479 3125 0.00156 0.00805
Cys-Phe-Phe-Gln 41.1 62 -0.593 3114 0.00182 0.00927
馬尿酸 89463.1 125800 -0.492 3108 0.00199 0.00993
Cys-Pro-Pro-Tyr 51.1 73.6 -0.527 3098 0.00229 0.0112
Met-Met-Thr-Trp 112 151.5 -0.436 3085 0.00275 0.0132
甲基膦酸酯 476.1 515.7 -0.115 3084 0.00279 0.0132
3'-唾液酸乳糖胺 84.8 129.1 -0.606 3082 0.00287 0.0134
2,4,6-辛三酸 1438.5 1703.3 -0.244 3079 0.00299 0.0137
飛燕草素3-O-3'',6''-O-二丙二醯葡萄糖苷 229.7 164.6 0.481 1681 0.00307 0.0139
L-纈胺酸 8240.3 7936.7 0.054 1685 0.00325 0.0142
Met-Met-Cys 192.1 163.5 0.233 1685 0.00325 0.0142
半胱胺醯基-半胱胺酸 14357 11017.4 0.382 1687 0.00334 0.0144
(全部-E)-1,8,10-十七碳三烯-4,6-二炔-3,12-二醇 378 788.6 -1.061 3068 0.00348 0.0145
L-離胺酸 135.9 76.8 0.823 1689 0.00343 0.0145
三甲基乙醯基肉鹼 1262.9 1788 -0.502 3059 0.00393 0.0159
Lenticin 113 217.8 -0.946 3059 0.00393 0.0159
苯酚葡萄糖醛酸苷 405.7 287.8 0.495 1701 0.00403 0.0159
酪胺醯基-半胱胺酸 957.9 802.2 0.256 1705 0.00426 0.0159
紫萁內酯 533.8 317.1 0.751 1703 0.00414 0.0159
四氫醛固酮-3-葡萄糖醛酸苷 781.6 975.4 -0.32 3054 0.0042 0.0159
N-甲基吡啶 3882.3 13043 -1.748 3055 0.00414 0.0159
L-脯胺醯基-L-脯胺酸 3080.2 5296.2 -0.782 3056 0.00409 0.0159
戊二醯肉鹼 698.7 864.8 -0.308 3042 0.00492 0.018
[FA (15:4)] 6,8,10,12-十五碳四烯醛 2303.5 3781 -0.715 3042 0.00492 0.018
甲基雙降生物素酮 2259.7 1986.7 0.186 1720 0.00519 0.0187
乙偶姻 1239.3 785.6 0.658 1726 0.00561 0.02
LysoPC(18:2(9Z,12Z)) 0.8 48.3 -5.859 3029 0.00584 0.0205
2-呋喃甲酸己酯 17 24.7 -0.537 3021 0.00647 0.0225
N-胺甲醯基-L-麩胺酸鹽 331.9 423.8 -0.353 3018 0.00673 0.0231
L-高絲胺酸 4000.7 5333.1 -0.415 3012 0.00726 0.0246
L-天冬醯胺 300 384.8 -0.359 3011 0.00736 0.0246
甲基巴豆醯肉鹼 314.5 762.4 -1.278 3008 0.00764 0.025
胸腺嘧啶 110 76.8 0.519 1751 0.00774 0.025
3-羥基吡啶 271.4 556.5 -1.036 3007 0.00774 0.025
二琥珀酸甲萘醌 793.6 2024.6 -1.351 3005 0.00793 0.0254
9-癸醯肉鹼 1951.1 2609.8 -0.42 2996 0.00888 0.0275
硫酸鄰苯二酚 27377.5 40427.9 -0.562 2996 0.00888 0.0275
景天庚酮糖酐 4159 10851.9 -1.384 2995 0.00899 0.0275
(+)-γ-羥基-L-高精胺酸 272.2 398.3 -0.549 2997 0.00877 0.0275
甲硫噠嗪 884.1 1048.3 -0.246 2984 0.0103 0.0312
Cys-Glu-Glu-Glu 37.3 56.8 -0.609 2977 0.0112 0.0329
異紫花前胡內酯芸香糖苷 17.8 36.1 -1.025 2977 0.0112 0.0329
L-絲胺酸 991.6 1146.2 -0.209 2978 0.0111 0.0329
L-尿膽素原 8.5 139.7 -4.035 2976 0.0113 0.033
異丁醯甘胺酸 2274.1 2694.4 -0.245 2974 0.0116 0.0334
S-腺苷基高半胱胺酸 135.5 454.5 -1.746 2968 0.0125 0.0356
2,3-二辛醯基甘油醯胺 887.1 1277.1 -0.526 2966 0.0128 0.0357
3-甲氧基-4-羥基苯乙二醇葡萄糖醛酸苷 0.5 10.7 -4.335 2966.5 0.0127 0.0357
磺乙基半胱胺酸 5602.3 8425.3 -0.589 2965 0.013 0.0358
羥基苯乙醯甘胺酸 460.1 568.5 -0.305 2962 0.0134 0.0367
吡咯啉羥基甲酸 13972.6 16170.5 -0.211 2961 0.0136 0.0368
1-(α-甲基-4-(2-甲基丙基)苯乙酸酯)-β-D-糖代哌喃糖醛酸 131.6 259.6 -0.98 2956 0.0144 0.0383
2-乙酸甲基丁酯 1958.5 2726.3 -0.477 2956 0.0144 0.0383
N1-甲基-4-吡啶酮-3-甲醯胺 6162.4 9041.6 -0.553 2955 0.0146 0.0384
皮固醇四醇-3-葡萄糖醛酸苷 520.3 620.8 -0.255 2953 0.0149 0.039
Asn-Cys-Gly 255.4 231 0.145 1813 0.0164 0.0413
N6,N6,N6-三甲基-L-離胺酸 2282.7 2591.3 -0.183 2946 0.0162 0.0413
苄胺 66.3 218.7 -1.722 2947 0.016 0.0413
5-羥基-L-色胺酸 177.9 218.1 -0.294 2945 0.0164 0.0413
蜜環菌酸 25 44.5 -0.833 2941 0.0172 0.0429
白胺酸/異白胺酸 979.3 1135.6 -0.214 2939 0.0176 0.0435
2-丁基苯并噻唑 441.4 381.3 0.211 1821 0.018 0.0441
D-景天庚酮糖7-磷酸鹽 297.5 497.5 -0.742 2936 0.0182 0.0442
[Fv二甲氧基,甲基(9:1)](2S)-5,7-二甲氧基-3',4'-亞甲二氧基黃酮 651.1 1201.2 -0.883 2935 0.0184 0.0444
側氧基己二酸 487.5 617.2 -0.341 2934 0.0186 0.0445
Thr-Cys-Cys 2325.9 2798.8 -0.267 2933 0.0188 0.0446
肌酸 4511 15140.7 -1.747 2930 0.0195 0.0458
羥丁酸肉鹼 156.7 259.7 -0.729 2929 0.0197 0.0459
5'-脫氫腺苷 168.5 106.9 0.656 1833 0.0206 0.0462
Phe-Thr-Val 47.6 82.5 -0.793 2925 0.0206 0.0462
dUDP 149.3 319.2 -1.096 2925 0.0206 0.0462
L-谷醯胺 616.2 706.6 -0.197 2926 0.0204 0.0462
山奈酚3-(2'',3''-二乙醯-4''-對香豆醯基鼠李糖苷) 32.8 113.1 -1.788 2927 0.0201 0.0462
對139個樣品進行代謝物組學分析(IBS：n=78且對照：n=61) 中位數濃度表示為任意單位(A.U.) Log2FC，log2倍各組之間的變化 表 7- 用於診斷 IBS 之糞便 MS 代謝物組學機器學習 LASSO 及隨機森林 (RF) 統計
LASSO RF
λ AUC 靈敏度 專一性 mtry AUC 靈敏度 專一性
0.051 1 0.700 0.475 1 0.862 0.821 0.647
訓練集之10倍交叉驗證 訓練集之10倍交叉驗證
參考 參考
預測 對照 IBS 預測 對照 IBS
對照 29.9 24 對照 40.5 14.4
IBS 33.1 56 IBS 22.5 65.6
精確度 (平均) 0.601 精確度 (平均) 0.742
秩編號 排序 代謝物 秩編號 排序 代謝物
1 100.00 3-去氧-D-半乳糖 1 100 3-去氧-D-半乳糖
2 97.93 酪胺酸 2 86.3 酪胺酸
3 51.16 I-尿膽素 3 80.8 I-尿膽素
4 0.13 腺苷 4 80.0 腺苷
5 0.09 Glu-Ile-Ile-Phe 5 78.9 Glu-Ile-Ile-Phe
6 0.06 3,6-二甲氧基-19-去甲孕甾-1,3,5,7,9-五烯-20-酮 6 77.1 3,6-二甲氧基-19-去甲孕甾-1,3,5,7,9-五烯-20-酮
7 0.04 2-苯基丙酸酯 7 62.9 2-苯基丙酸酯
8 0.04 MG(20:3(8Z,11Z,14Z)/0:0/0:0) 8 61.9 MG(20:3(8Z,11Z,14Z)/0:0/0:0)
9 0.03 1,2,3-參(1-乙氧基乙氧基)丙烷 9 60.4 1,2,3-參(1-乙氧基乙氧基)丙烷
10 0.03 葡萄球菌黃素 10 60.3 葡萄球菌黃素
11 0.02 己醣 11 59.0 己醣
12 0.02 20-羥基-E4-神經前列腺素 12 58.2 20-羥基-E4-神經前列腺素
13 0.02 乙酸壬酯 13 56.7 乙酸壬酯
14 0.01 3-阿魏醯基-1,5-醌內酯 14 56.2 3-阿魏醯基-1,5-醌內酯
15 0.01 反式-2-庚烯醛 15 53.0 反式-2-庚烯醛
16 0.01 吡哆胺 16 48.9 吡哆胺
17 0.01 L-精胺酸 17 46.3 L-精胺酸
18 0.01 十二烷二酸 18 44.9 十二烷二酸
19 0.01 熊去氧膽酸 19 43.5 熊去氧膽酸
20 0.003 1-(丙二醯胺基)環丙烷甲酸 20 43.5 1-(丙二醯胺基)環丙烷甲酸
21 0.002 可體松 21 42.5 可體松
22 0.002 9,10,13-三羥基硬脂酸 22 42.4 9,10,13-三羥基硬脂酸
23 0.002 Glu-Ala-Gln-Ser 23 36.6 Glu-Ala-Gln-Ser
24 0.002 擬原人參三醇 24 36.3 擬原人參三醇
25 0.001 N-甲基吲哚并[3,2-b]-5α-膽甾-2-烯 25 35.3 N-甲基吲哚并[3,2-b]-5α-膽甾-2-烯
26 0.001 PG(20:0/22:1(11Z)) 26 34.4 PG(20:0/22:1(11Z))
27 0.001 (-)-表沒食子兒茶素 27 34.3 (-)-表沒食子兒茶素
28 0.001 2-甲基-3-戊酮酸 28 30.8 2-甲基-3-戊酮酸
29 0.001 Secoeremopetasitolide B 29 30.4 Secoeremopetasitolide B
30 0.001 PC(20:1(11Z)/P-16:0) 30 28.7 PC(20:1(11Z)/P-16:0)
31 0.001 Glu-Asp-Asp 31 26.3 Glu-Asp-Asp
32 0.001 N5-乙醯基-N5-羥基-L-鳥胺酸 32 23.9 N5-乙醯基-N5-羥基-L-鳥胺酸
33 0.001 矽酸 33 22.7 矽酸
34 0.0005 (1ξ,3ξ)-1,2,3,4-四氫-1-甲基-β-咔啉-3-甲酸 34 22.2 (1ξ,3ξ)-1,2,3,4-四氫-1-甲基-β-咔啉-3-甲酸
35 0.0004 PS(36:5) 35 21.9 PS(36:5)
36 0.0002 分支酸鹽 36 17.6 分支酸鹽
37 0.0002 異戊酸異戊酯 37 17.5 異戊酸異戊酯
38 0.0002 PA(O-36:4) 38 12.5 PA(O-36:4)
39 0.0001 PE(P-28:0) 39 8.0 PE(P-28:0)
40 0.00001 γ-麩胺醯基-S-甲基半胱胺醯基-β-丙胺酸 40 0 γ-麩胺醯基-S-甲基半胱胺醯基-β-丙胺酸
分析有2個類別：對照及IBS且包括143個樣品(IBS：n=80且對照：n=63) 模型中使用753個預測因素 沒有測試集 表 8–IBS 組與對照組之間差異豐富的糞便代謝物
   代謝物 IBS (A.U.) 對照(A.U.) Log2FC Wilcoxon統計 p值 q值
2-苯基丙酸酯 1323182.1 3247921.9 -1.296 3374 0 0.00505
3-丁烯-1-胺 280286.1 167168.2 0.746 1388 0 0.00505
腺苷 125862.8 222491.1 -0.822 3340 0 0.00505
I-尿膽素 2129046.3 508459.2 2.066 1444 0 0.00505
2,3-環氧甲萘醌 245989.6 547357.5 -1.154 3313 0 0.00505
[FA(22:5)]4,7,10,13,16-二十二碳五烯酸 516717.6 1051721 -1.025 3309 0 0.00505
3,6-二甲氧基-19-去甲孕甾-1,3,5,7,9-五烯-20-酮 961706.2 2013326.2 -1.066 3298 0 0.00505
葫蘆素S 1617422.3 812194.6 0.994 1462 0.0001 0.00505
N-庚醯基甘胺酸 581244.7 1189914.8 -1.034 3296 0.0001 0.00505
11-去側氧基葫蘆素I 1509367.4 1026985.6 0.556 1478 0.000132 0.00599
葡萄球菌黃素 125908.3 208397.6 -0.727 3264 0.000174 0.00716
呱哌啶 536820.9 366827.8 0.549 1501 0.000196 0.00722
Leu-Ser-Ser-Tyr 194085.5 88714.9 1.129 1509 0.000224 0.00722
L-尿膽素 31844915.4 58134193.3 -0.868 3249 0.000224 0.00722
L-苯丙胺酸 2052003.6 1343878.1 0.611 1513 0.000239 0.00722
Ala-Leu-Trp-Pro 323939 638393.1 -0.979 3238 0.000269 0.0074
3-阿魏醯基-1,5-醌內酯 524541.4 876281.8 -0.74 3236 0.000278 0.0074
PG(P-16:0/14:0) 426308.9 798780.6 -0.906 3223 0.000343 0.00832
3-去氧-D-半乳糖 226693.6 145983.2 0.635 1536 0.000349 0.00832
MG(20:3(8Z,11Z,14Z)/0:0/0:0) 89430.2 214373.1 -1.261 3215 0.000391 0.00857
中膽紅素原 696662.3 251218.8 1.472 1544 0.000397 0.00857
L-丙胺酸 1429957.1 1081997.7 0.402 1548 0.000424 0.00872
酪胺酸 533603.6 368180.1 0.535 1564 0.000546 0.0106
PG(O-30:1) 140723.9 291063.6 -1.048 3192 0.000564 0.0106
β-蒎烯 171.8 276.9 -0.689 3187 0.00061 0.011
2,4,8-二十碳三烯酸異丁醯胺 53648.9 167764.9 -1.645 3170.5 0.000787 0.0135
戊二醯甘胺酸 1561150.4 2367236.8 -0.601 3169 0.000805 0.0135
[PR] γ-胡蘿蔔素/β,ψ-胡蘿蔔素 39594.5 55014.4 -0.475 3155 0.000996 0.0161
神經調節肽B (1-3) 1195664.8 414438.1 1.529 1610 0.00111 0.0173
庚-1-硫醇 435910.8 336879.8 0.372 1613 0.00116 0.0174
菫菜黃質 688839.8 991237.9 -0.525 3143 0.00119 0.0174
異檸檬烯 6.8 19 -1.492 3138 0.00128 0.0182
Ile-Lys-Cys-Gly 422439.2 241750.4 0.805 1625 0.00138 0.0187
His-Met-Val-Val 377162.4 223544.7 0.755 1626 0.0014 0.0187
辛酸烯丙酯 9.6 7.7 0.326 1632 0.00153 0.0196
羥脯胺醯基-色胺酸 323127 123183.6 1.391 1633 0.00156 0.0196
十二烷二酸 671845.4 956268.6 -0.509 3122 0.00162 0.0199
2-O-苯甲醯基-D-葡萄糖 220717.8 469968.1 -1.09 3119 0.0017 0.0199
2-乙基辛二酸 384419 749840 -0.964 3118 0.00172 0.0199
D-尿膽素 1792754.5 301418.7 2.572 1641.5 0.00176 0.0199
20-羥基-E4-神經前列腺素 125388 208519 -0.734 3113 0.00185 0.02
PG(O-31:1) 525453.8 924227.6 -0.815 3113 0.00185 0.02
Anigorufone 754382 1783246.9 -1.241 3110 0.00193 0.0203
乙酸壬酯 13.1 8.2 0.677 1658 0.00223 0.0229
L-精胺酸 32851.3 72856.2 -1.149 3095 0.00239 0.0239
PG(P-32:1) 164475.2 226435.7 -0.461 3094 0.00242 0.0239
Glu-Ala-Gln-Ser 375851.9 273805.4 0.457 1668 0.00256 0.0247
PG(31:0) 160964.6 277244.2 -0.784 3087 0.00267 0.0252
葫蘆素I 793831.5 470668 0.754 1683 0.00316 0.0275
Arg-Lys-Phe-Val 479994 2477823.7 -2.368 3075 0.00316 0.0275
京尼平尼酸 269618.2 535154 -0.989 3072.5 0.00327 0.0275
己醣 63587.8 102387.4 -0.687 3072.5 0.00327 0.0275
Lys-Phe-Phe-Phe 144955.5 76014.5 0.931 1686 0.00329 0.0275
PI(41:2) 523352.3 289816 0.853 1686 0.00329 0.0275
D-半乳醛 236791 433511.6 -0.872 3071 0.00334 0.0275
愈傷酸 235655 352893.3 -0.583 3066 0.00357 0.0287
腺嘌呤 312165.1 445818.4 -0.514 3065 0.00362 0.0287
PC(22:2(13Z,16Z)/15:0) 249100.9 131882.9 0.917 1695 0.00372 0.0287
2-苯乙基β-D-哌喃葡萄糖苷 330200 576025.7 -0.803 3061 0.00382 0.0287
PG(37:2) 208672.4 309558.5 -0.569 3060 0.00387 0.0287
三丁酸甘油酯 1818865.6 790191.7 1.203 1699 0.00393 0.0287
Arg-Leu-Pro-Arg 1113239.6 805486.6 0.467 1699 0.00393 0.0287
2-O-對醯基-D-葡萄糖 177559.4 309984.6 -0.804 3057 0.00403 0.029
3,4-二羥基苯基乳酸甲酯 172842.1 321573.9 -0.896 3055 0.00414 0.0293
PG(P-28:0) 70315.5 138650.1 -0.98 3054 0.0042 0.0293
PG(34:0) 80115.9 135649.9 -0.76 3050 0.00443 0.0298
L-離胺酸 391680.5 290959.3 0.429 1710 0.00455 0.0298
核糖醇 139100.6 308432.9 -1.149 3048 0.00455 0.0298
LysoPE(18:2(9Z,12Z)/0:0) 41861 70972.6 -0.762 3048 0.00455 0.0298
PA(20:4(5Z,8Z,11Z,14Z)e/2:0) 117279.2 179176 -0.611 3046 0.00467 0.0298
5-脫氫莽草酸酯 270282 486194.1 -0.847 3046 0.00467 0.0298
蘇胺醯基-異白胺酸 302458.5 194748 0.635 1715 0.00486 0.0301
L-甲硫胺酸 296185.5 228939.8 0.372 1717 0.00499 0.0301
PS(26:0)) 3551762.1 1704565.8 1.059 1717 0.00499 0.0301
α-蒎烯 92.1 215.6 -1.227 3041 0.00499 0.0301
葑烯 12.1 26.4 -1.124 3039 0.00512 0.0305
Glu-Ile-Ile-Phe 171216.3 125559 0.447 1721 0.00526 0.0305
Gln-Phe-Phe-Phe 367594.4 170906.7 1.105 1721 0.00526 0.0305
熊去氧膽酸 12666176 6449124.1 0.974 1726 0.00561 0.0318
PC(34:2) 112528.4 208697.3 -0.891 3032 0.00561 0.0318
3,17-雄烷二醇葡萄糖醛酸苷 469180.9 755540.9 -0.687 3031 0.00569 0.0318
吡哆胺 56652.2 41022 0.466 1730.5 0.00595 0.0324
[ST羥基](25R)-3α,7α-二羥基-5β-膽甾-27-醯基牛磺酸 319975.1 229268.9 0.481 1732 0.00607 0.0324
PA(42:2) 1782124.8 686161.8 1.377 1732 0.00607 0.0324
[FA(16:0)]2-溴-十六醛 515055.9 256899.2 1.004 1733 0.00615 0.0324
3,6-二氫-4-(4-甲基-3-戊烯基)-1,2-二噻烯 479922.9 701686.5 -0.548 3025 0.00615 0.0324
3-甲基巴豆醯基甘胺酸 161596.9 287502.4 -0.831 3024 0.00623 0.0324
ξ-7-羥基十六烷二酸 48647.5 70410.5 -0.533 3020 0.00656 0.0337
莰烯 7.7 17.7 -1.192 3017 0.00681 0.0345
2-羥基-3-羧基-6-側氧基-7-甲基辛-2,4-二烯酸酯 375469 560318.7 -0.578 3014 0.00708 0.0345
7C-糖苷配基 1658154.1 2581551 -0.639 3014 0.00708 0.0345
1-(3-胺丙基)-4-胺基丁醛 1007823.6 194401.6 2.374 1744 0.00708 0.0345
異丁酸苄酯 79.6 152.6 -0.938 3014 0.00708 0.0345
(S)-(E)-8-(3,6-二甲基-2-庚烯基)-4',5,7-三羥基黃烷酮 213117.3 551116.6 -1.371 3010 0.00745 0.0346
1,3-二-(5Z,8Z,11Z,14Z,17Z-二十碳五烯醯基)-2-羥基甘油(d5) 100264.5 212921.2 -1.087 3010 0.00745 0.0346
SM(d18:0/18:0) 80949.8 49417.7 0.712 1748 0.00745 0.0346
L-高絲胺酸 292067.7 226802.4 0.365 1749 0.00754 0.0346
17β-(乙醯硫基)雌-1,3,5(10)-三烯-3-醇乙酸酯 630945.8 1067932 -0.759 3009 0.00754 0.0346
[ST(2:0)]5β-膽酸-3,11-二烯-24-油酸 695679.3 320859.8 1.116 1750 0.00764 0.0346
PG(33:2) 75974.9 50361.9 0.593 1750 0.00764 0.0346
PE(22:4(7Z,10Z,13Z,16Z)/P-16:0) 81995.8 100782 -0.298 3006 0.00783 0.0351
原卟啉原IX 255656.7 187102.1 0.45 1756 0.00824 0.0366
α-生育酚琥珀酸酯 47245.3 108160.8 -1.195 3001 0.00834 0.0367
(9Z)-6'-側氧基-6,5'-diapo-6-胡蘿蔔酸甲酯 899831 218922.6 2.039 1760 0.00866 0.037
PG(16:1(9Z)/16:1(9Z)) 103173.2 74458 0.471 1760 0.00866 0.037
PC(o-22:1(13Z)/20:4(8Z,11Z,14Z,17Z)) 52447 106165.5 -1.017 2998 0.00866 0.037
PG(31:2) 136942.9 86564.2 0.662 1761 0.00877 0.0371
α-水芹烯 61.7 199.1 -1.69 2992 0.00933 0.0391
[PS(12:0/13:0)]1-十二醯基-2-十三醯基-sn-甘油-3-磷酸絲胺酸(銨鹽) 7612945.4 10637361.3 -0.483 2991 0.00945 0.0393
Glu-Asp-Asp 340635.1 461045.6 -0.437 2989 0.00968 0.0399
PG(33:1) 215737.5 257078.3 -0.253 2984 0.0103 0.0416
PA(O-20:0/22:6(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)) 235161.1 348850.6 -0.569 2984 0.0103 0.0416
[FA側氧基(19:0)]18-側氧基-十九酸 191012.9 264717.7 -0.471 2979 0.0109 0.0438
PG(16:1(9Z)/18:0) 714625.3 987020.3 -0.466 2978 0.0111 0.0438
Leu-Val 450170.2 278770.9 0.691 1781 0.0112 0.0438
去甲基甲萘醌-6 576044.2 696566.9 -0.274 2977 0.0112 0.0438
PC(o-16:1(9Z)/14:1(9Z)) 400429.2 269886.5 0.569 1782 0.0113 0.0439
PG(P-32:0) 306573.5 512926.2 -0.743 2974 0.0116 0.0444
(24E)-3β,15α,22S-三乙醯氧基羊毛甾-7,9(11),24-三烯-26-油酸 390549.4 641541.7 -0.716 2973 0.0118 0.0444
PA(33:5) 2066319.8 1269332.8 0.703 1785 0.0118 0.0444
LysoPC(0:0/18:0) 210818 418649.1 -0.99 2970 0.0122 0.0457
Ile-Arg-Ile 56540.6 70311.6 -0.314 2968 0.0125 0.0464
乙酸月桂酯 3.3 4.8 -0.525 2967 0.0126 0.0466
Glu-Glu-Gly-Tyr 292531 208064.8 0.492 1793 0.013 0.0473
3-(甲硫基)-1-丙醇 215.9 162 0.414 1794 0.0131 0.0475
(-)-(E)-1-(4-羥基苯基)-7-苯基-6-庚-3-醇 1827847.9 2763203.9 -0.596 2962 0.0134 0.0479
丁酸二甲基苄基原酯 5.4 12.7 -1.232 2962 0.0134 0.0479
甲基2,3-二氫-3,5-二羥基-2-側氧基-3-吲哚乙酸 1058511.5 1884600.2 -0.832 2960 0.0137 0.0486
對139個樣品進行代謝物組學分析(IBS：n=78且對照：n=61) 中位數濃度表示為任意單位(A.U.) Log2FC，log2倍各組之間的變化 表 9a–IBS 亞組 ( 如藉由羅馬標準所定義 ) 之間的膽汁酸 (BA) 之 Wilcox 秩和統計分析
亞組 總BA 初級BA 次級BA 硫酸化BA UDCA 結合BA 牛磺酸/甘胺酸
對照 7.11 (0.285) 5.038 (4.446) 94.962 (4.446) 8.336 (6.14) 47.186 (22.212) 13.374 (9.323) 1.932 (1.521)
IBS-C 7.22 (0.322) 5.216 (4.271) 94.784 (4.271) 9.028 (9.923) 55.094 (21.022) 14.244 (12.293) 2.247 (2.568)
IBS-D 7.37 (0.31) * 3.593 (4.117) 96.407 (4.117) 4.126 (3.507) * 67.022 (15.419) ** 7.719 (6.03) * 1.77 (1.649)
IBS-M 7.18 (0.345) 4.127 (3.121) 95.873 (3.121) 9.603 (10.878) 51.007 (22.764) 13.73 (11.995) 2.624 (3.051)
對139個樣品進行統計分析(IBS：n=78且對照：n=61)
p值調整後的顯著性(Benjamini-Hochberg)僅在對照對IBS-D中觀察到。
*調整後之p值＜0.05，**調整後之p值＜0.01。
總膽汁酸表示為log10值之平均值。
其他膽汁酸類別以總膽汁酸之百分比表示。
牛磺酸/甘胺酸比率以牛磺酸及甘胺酸結合之BA之比率計算(未進行log10 轉換)。
表 9b– 膽汁酸 (Ba) 與次級 BA 合成途徑之間的 Spearman 相關分析
途徑 總BA 初級BA 次級BA 硫酸化BA UDCA 結合BA
熊去氧膽酸生物合成(PWY_7588) 0.258* 0.007 0.26* -0.113 0.298** -0.133
甘膽酸鹽代謝(PWY_6518) 0.362** -0.045 0.37** -0.125 0.42** -0.156
對135個樣品進行統計分析(IBS：n=78且對照：n=57)
p值調整後的顯著性(Benjamini-Hochberg)僅在對照對IBS-D中觀察到。
*調整後之p值＜0.05，**調整後之p值＜0.01。
總膽汁酸表示為log10值之平均值。
其他膽汁酸類別以總膽汁酸之百分比表示(未進行Log10轉化)。
表 10- 所研究之對照及 IBS 受試者之描述性統計
Figure 02_image009
表 11–16S OTU 機器學習 LASSO 及隨機森林 (RF) 統計
LASSO RF
λ AUC 靈敏度 專一性 mtry AUC 靈敏度 專一性
0.1 0.757 0.883 0.469 1 0.851 0.924 0.542
十倍交叉驗證 十倍交叉驗證
參考 參考
預測 IBS 健康    預測 IBS 健康
IBS 68.8 34.0    IBS 72.1 29.3
健康 9.2 30.0    健康 5.9 34.7
精確度 (平均) 0.6958    精確度 (平均) 0.7521
                    
RF排序
秩編號 排序 門 綱 目 科 屬
1 100 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目 毛螺菌科
2 87.5 厚壁菌門
3 82.1 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目 瘤胃球菌科 丁酸鏈球菌屬
4 66.3 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目 毛螺菌科
5 62.4 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目
6 57.2 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目 瘤胃球菌科
7 43.7 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目 瘤胃球菌科
8 30.8 厚壁菌門
9 15.1 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目 瘤胃球菌科
10 0 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目 毛螺菌科
分析有2個類別：對照及IBS且共包括139個樣品(IBS：n=80且對照：n=59)柯林斯菌
所報道之度量為10倍交叉驗證之10次重複之平均值。 分類學使用RDP分類器，資料庫版本2.10.1分類。
表 12–16S OTU 機器學習 LASSO 及隨機森林 (RF) 統計序列資訊
秩編號 排序 門 綱 目 科 屬 序列
1 100 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目 毛螺菌科 CCTACGGGGGGCAGCAGTGGGGAATATTGCACAATGGGGGAAACCCTGATGCAGCGACGCCGCGTGAGTGAAGAAGTATTTCGGTATGTAAAGCTCTATCAGCAGGGAAGAAAATGACGGTACCTGACTAAGAAGCCCCGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGGGGCAAGCGTTATCCGGATTTACTGGGTGTAAAGGGAGCGTAGGTGGTATGGCAAGTCAGAGGTGAAAACCCAGGGCTTAACCTTGGGATTGCCTTTGAAACTGTCAGACTAGAGTGCAGGAGGGGTAAGTGGAATTCCTAGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATTAGGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCTTACTGGACTGTAACTGACACTGAGGCTCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCGAGTAGTC (SEQ ID No: 1)
2 87.5 厚壁菌門 CCTACGGGGGGCTGCAGTGGGGAATATTGGGCAATGGAGGAAACTCTGACCCAGCAACGCCGCGTGGAGGAAGAAGGTTTTCGGATCGTAAACTCCTGTCCTTGGAGACGAGTAGAAGACGGTATCCAAGGAGGAAGCCCCGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGGGGCAAGCGTTGTCCGGAATAATTGGGCGTAAAGGGCGCGTAGGCGGCTCGGTAAGTCTGGAGTGAAAGTCCTGCTTTTAAGGTGGGAATTGCTTTGGATACTGTCGGGCTTGAGTGCAGGAGAGGTTAGTGGAATTCCCAGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATTGGGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGACTAACTGGACTGTAACTGACGCTGAGGCGCGAAAGTGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCCAGTAGTC (SEQ ID No: 2)
3 82.1 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目 瘤胃球菌科 丁酸鏈球菌屬 CCTACGGGGGGCTGCAGTGGGGAATATTGCGCAATGGGGGAAACCCTGACGCAGCAACGCCGCGTGATTGAAGAAGGCCTTCGGGTTGTAAAGATCTTTAATCAGGGACGAAACATGACGGTACCTGAAGAATAAGCTCCGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGGAGCAAGCGTTATCCGGATTTACTGGGTGTAAAGGGCGCGCAGGCGGGCCGGCAAGTTGGAAGTGAAATCCGGGGGCTTAACCCCCGAACTGCTTTCAAAACTGCTGGTCTTGAGTGATGGAGAGGCAGGCGGAATTCCGTGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATACGGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCCTGCTGGACATTAACTGACGCTGAGGCGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCCTGTAGTC (SEQ ID No: 3)
4 66.3 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目 毛螺菌科 CCTACGGGTGGCTGCAGTGGGGAATATTGCACAATGGGGGAAACCCTGATGCAGCAACGCCGCGTGAGTGAAGAAGTATTTCGGTATGTAAAGCTCTATCAGCAGGAAAGAAAATGACGGTACCTGACTAAGAAGCCCCGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGGGGCAAGCGTTATCCGGATTTACTGGGTGTAAAGGGAGCGTAGACGGTGAGGCAAGTCTGAAGTGAAATGCCGGGGCTCAACCCCGGAACTGCTTTGGAAACTGTCGTACTAGAGTGTCGGAGGGGTAAGCGGAATTCCTAGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATTAGGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCTTGCTGGACTGTAACTGACACTGAGGCTCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTTGTAGTC (SEQ ID No: 4)
5 62.4 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目 CCTACGGGGGGCAGCAGTCGGGAATATTGCGCAATGGAGGAAACTCTGACGCAGTGACGCCGCGTATAGGAAGAAGGTTTTCGGATTGTAAACTATTGTCGTTAGGGAAGATACAAGACAGTACCTAAGGAGGAAGCTCCGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGGAGCAAGCGTTATCCGGATTTATTGGGTGTAAAGGGTGCGTAGACGGGACAACAAGTTAGTTGTGAAATCCCTCGGCTTAACTGAGGAACTGCAACTAAAACTATTGTTCTTGAGTGTTGGAGAGGAAAGTGGAATTCCTAGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATTAGGAGGAACACCGGTGGCGAAGGCGACTTTCTGGACAATAACTGACGTTGAGGCACGAAAGTGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCCAGTAGTC (SEQ ID No: 5)
6 57.2 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目 瘤胃球菌科 CCTACGGGGGGCTGCAGTGGGGAATATTGGGCAATGGGCGAAAGCCTGACCCAGCAACGCCGCGTGAAGGAAGAAGGTCTTCGGATTGTAAACTTCTTTTATGAGGGACGAAGGAAGTGACGGTACCTCATGAATAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGTGGCAAGCGTTGTCCGGATTTACTGGGTGTAAAGGGCGCGTAGGCGGGATGGCAAGTCAGATGTGAAATCCATGGGCTCAACCCATGAACTGCATTTGAAACTGTCGTTCTTGAGTATCGGAGAGGCAAGCGGAATTCCTAGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATTAGGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCTTGCTGGACGACAACTGACGCTGAGGCGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCCTGTAGTC (SEQ ID No: 6)
7 43.7 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目 瘤胃球菌科 CCTACGGGGGGCTGCAGTGGGGGATATTGCACAATGGGGGAAACCCTGATGCAGCAACGCCGCGTGAGGGAAGAAGGTTTTCGGATTGTAAACCTCTGTCCTCAGGGAAGATAATGACGGTACCTGAGGAGGAAGCTCCGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGGAGCAAGCGTTGTCCGGATTTACTGGGTGTAAAGGGTGCGTAGGCGGGATATCAAGTCAGACGTGAAATCCATCGGCTTAACTGATGAACTGCGTTTGAAACTGGTATTCTTGAGTGAGTCAGAGGCAGGCGGAATTCCCGGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATCGGGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCCTGCTGGGGCTTAACTGACGCTGAGGCACGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCGAGTAGTC (SEQ ID No: 7)
8 30.8 厚壁菌門 CCTACGGGGGGCTGCAGTGGGGAATATTGGGCAATGGAGGGAACTCTGACCCAGCAATGCCGCGTGAGTGAAGAAGGTTTTCGGATTGTAAAACTCTTTAAGCAGGGACGAAGAAAGTGACGGTACCTGCAGAATAAGCATCGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGATGCAAGCGTTATCCGGAATGACTGGGCGTAAAGGGTGCGTAGGCGGTAAATCAAGTTGGCAGCGTAATTCCGGGGCTTAACTCCGGAACTACTGCCAAAACTGGTGAACTAGAGTGTGTCAGGGGTAAGTGGAATTCCTAGTGTAGCGGTGGAATGCGTAGATATTAGGAGGAACACCGGAGGCGAAAGCGACTTACTGGGGCACAACTGACGCTGAGGCACGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCCGGTAGTC (SEQ ID No: 8)
9 15.1 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目 瘤胃球菌科 CCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGGATATTGCACAATGGAGGAAACTCTGATGCAGCAACGCCGCGTGAGGGAAGAAGGATTTCGGTTTGTAAACCTCTGTCTTCGGTGACGAAAATGACGGTAGCCGAGGAGGAAGCTCCGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGGAGCAAGCGTTGTCCGGAATTACTGGGTGTAAAGGGTGCGTAGGTGGGACTGCAAGTCAGGTGTGAAAACGGTCGGCTCAACCGATCGCCTGCACTTGAAACTGTGGTTCTTGAGTGAAGTAGAGGTAGGCGGAATTCCCGGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATCGGGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCCTACTGGGCTTTAACTGACGCTGAGGCACGAAAGCATGGGTAGCAAACAGGATTAGATACCCCGGTAGTC (SEQ ID No: 9)
10 0 厚壁菌門 梭菌綱 梭菌目 毛螺菌科 CCTACGGGGGGCTGCAGTGGGGAATATTGCACAATGGGGGAAACCCTGATGCAGCGACGCCGCGTGAGCGAAGAAGTATTTCGGTATGTAAAGCTCTATCAGCAGGGAAGATAATGACGGTACCTGACTAAGAAGCCCCGGCTAAATACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGGAGCAAGCGTTATCCGGATTTATTGGGTGTAAAGGGTGCGTAGACGGGACAACAAGTTAGTTGTGAAATCCCTCGGCTTAACTGAGGAACTGCAACTAAAACTATTGTTCTTGAGTGTTGGAGAGGAAAGTGGAATTCCTAGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATTAGGAGGAACACCGGTGGCGAAGGCGGCCTACTGGGCACCAACTGACGCTGAGGCTCGAAAGTGTGGGTAGCAAACAGGATTAGATACCCTAGTAGTC (SEQ ID No: 10)
表 13– 以替代性管線之糞便代謝物組學機器學習預測 IBS 及對照
LASSO最佳化 隨機森林最佳化 模型性能
AUC 0.683 (0.139) 0.909 (0.084) 0.686 (0.132)
靈敏度 0.624 (0.177) 0.903 (0.108) 0.737 (0.181)
專一性 0.608 (0.202) 0.706 (0.188) 0.476 (0.122)   
10倍交叉驗證
 
預測IBS 預測對照  
IBS 59 21  
對照 33 30  
          
             
秩編號 代謝物ID LASSO係數 隨機森林特徵重要性  
1 L-苯丙胺酸 -0.788 88.34  
2 腺苷 0.345 78.31  
3 MG(20:3(8Z,11Z,14Z)/0:0/0:0) 0.33 64.62  
4 L-丙胺酸 -0.752 56.24  
5 3,6-二甲氧基-19-去甲孕甾-1,3,5,7,9-五烯-20-酮 0.292 53.14  
6 Glu-Ile-Ile-Phe -0.569 49.57  
7 Glu-Ala-Gln-Ser -0.948 48.99  
8 2,4,8-二十碳三烯酸異丁醯胺 0.179 43.67  
9 呱哌啶 -0.161 38.43  
10 葡萄球菌黃素 0.251 37.03  
11 β-胡蘿蔔素 0.368 35.35  
12 己醣 0.107 35.21  
13 Ile-Arg-Ile 0.663 35.06  
14 11-去側氧基葫蘆素I -0.141 34.94  
15 1-(丙二醯胺基)環丙烷甲酸 0.353 31.96  
16 PG(37:2) 0.908 31.75  
17 [PR] γ-胡蘿蔔素/β,ψ-胡蘿蔔素 0.122 31.31  
18 20-羥基-E4-神經前列腺素 0.126 29.99  
19 乙酸乙基苯酯 0.185 29.86  
20 十二烷二酸 0.089 28.24  
21 Ile-Lys-Cys-Gly -0.12 27.87  
22 晚香玉苷 0.873 27.39  
23 D-半乳醛 0.223 26.84  
24 3,6-二氫-4-(4-甲基-3-戊烯基)-1,2-二噻烯 0.146 21.83  
25 去甲基甲萘醌-6 0.079 20.51  
26 L-精胺酸 0.071 20.33  
27 PC(o-16:1(9Z)/14:1(9Z)) -0.09 19.9  
28 中膽紅素原 -0.155 19.84  
29 愈傷酸 0.172 19.82  
30 α-生育酚琥珀酸酯 0.123 18.74  
31 3-甲基巴豆醯基甘胺酸 0.182 18.39  
32 (S)-(E)-8-(3,6-二甲基-2-庚烯基)-4',5,7-三羥基黃烷酮 0.072 18.03  
33 ξ-7-羥基十六烷二酸 0.031 17.96  
34 β-蒎烯 0.025 16.94  
35 Leu-Ser-Ser-Tyr -0.041 16.69  
36 乳清酸 -0.143 16.59  
37 庚-1-硫醇 -0.047 15.82  
38 Glu-Asp-Asp 0.038 15.43  
39 LysoPE(18:2(9Z,12Z)/0:0) 0.02 15.28  
40 LysoPE(22:0/0:0) 0.282 15.14  
41 肌酸 0.209 15.03  
42 肌苷 0.027 13.46  
43 SM(d32:2) -0.077 13.19  
44 Arg-Leu-Val-Cys 0.043 12.52  
45 PS(O-18:0/15:0) -0.229 12.45  
46 吡哆胺 -0.105 11.89  
47 N-庚醯基甘胺酸 0.045 11.53  
48 血紫質IX -0.161 11.4  
49 3β,5β-酮基三醇 -0.096 10.59  
50 2-苯基丙酸酯 0.026 10  
51 反式-2-庚烯醛 0.014 9.63  
52 LysoPC(0:0/18:0) 0.028 9.08  
53 亞油醯基乙醇醯胺 -0.025 8.93  
54 LysoPE(24:0/0:0) 0.044 8.8  
55 2-甲基-3-羥基戊酸 -0.119 8.58  
56 擬原人參三醇 0.162 8.56  
57 N-油醯基異白胺酸 0.059 8.49  
58 (-)-(E)-1-(4-羥基苯基)-7-苯基-6-庚-3-醇 0.028 8.44  
59 [FA羥基(4:0)]N-(3S-羥基-丁醯基)-高絲胺酸內酯 0.024 8.43  
60 核黃素環-4',5'-磷酸鹽 0.092 8  
61 Arg-Lys-Trp-Val -0.626 7.86  
62 PC(20:1(11Z)/P-16:0) 0.033 7.8  
63 3,5-二羥基苯甲酸 0.083 7.67  
64 酪胺酸 -0.012 7.43  
65 2,3-環氧甲萘醌 0.005 7.02  
66 His-Met-Val-Val -0.018 6.86  
67 PI(41:2) -0.021 6.84  
68 苯酚 -0.018 6.74  
69 3,3'-二硫代雙[2-甲基呋喃] -0.053 6.73  
70 Ala-Leu-Trp-Pro 0 6.7  
71 1,2,3-參(1-乙氧基乙氧基)丙烷 -0.051 6.48  
72 香草丙酮酸 -0.052 6.43  
73 2-羥基-3-羧基-6-側氧基-7-甲基辛-2,4-二烯酸酯 0.035 6.2  
74 Secoeremopetasitolide B 0.023 5.77  
75 2-O-苯甲醯基-D-葡萄糖 0.033 5.65  
76 Ile-Leu-Phe-Trp 0.094 5.49  
77 (R)-硫辛酸 0.036 5.18  
78 PA(20:4(5Z,8Z,11Z,14Z)e/2:0) 0.013 5.15  
79 PE(P-16:0e/0:0) 0.003 5.15  
80 異丁酸苄酯 0.001 5.04  
81 2-呋喃甲酸己酯 -0.099 5.04  
82 Trp-Ala-Ser 0.012 4.95  
83 LysoPC(15:0) -0.093 4.72  
84 4-羥基巴豆酸 -0.007 4.72  
85 3-阿魏醯基-1,5-醌內酯 0.05 4.6  
86 辛酸糠酯 0.178 4.44  
87 PC(22:2(13Z,16Z)/15:0) -0.006 4.26  
88 (-)-1-甲基丙基1-丙烯基二硫化物 -0.021 4.07  
89 PC (36:6) 0.073 4.05  
90 白胺醯基-甘胺酸 -0.096 3.96  
91 CE(16:2) 0.041 3.81  
92 三萜 0 3.79  
93 菫菜黃質 0.002 3.79  
94 [FA 羥基(17:0)]十七酸 -0.059 3.6  
95 2-羥基十一酸酯 0.077 3.6  
96 分支酸鹽 -0.003 3.52  
97 δ-十二內酯 0.161 3.34  
98 3-O-原兒茶酚油酸 0.058 3.31  
99 PG(16:1(9Z)/16:1(9Z)) -0.004 3.17  
100 對硫甲酚 -0.003 3.15  
101 槲皮素3'-硫酸鹽 0.02 3.03  
102 PS(26:0)) -0.02 2.94  
103 Ala-Leu-Phe-Trp 0.016 2.93  
104 L-麩胺酸5-磷酸酯 -0.003 2.87  
105 N,2,3-三甲基-2-(1-甲基乙基)丁醯胺 -0.058 2.86  
106 異戊酸異戊酯 -0.06 2.85  
107 正十二烷 -0.029 2.81  
108 PC(14:1(9Z)/14:1(9Z)) -0.089 2.8  
109 絲瓜苷Q 0.007 2.76  
110 內嗎啡肽-1 -0.017 2.51  
111 3-羥基-10'-apo-b,y-胡蘿蔔醛 0.013 2.5  
112 吡咯啉羥基甲酸 0.014 2.39  
113 1-硫代丙亞磺酸S-丙酯 0.019 2.38  
114 N-甲基吲哚并[3,2-b]-5α-膽甾-2-烯 -0.007 2.31  
115 生育酸 0.05 2.26  
116 1-(2,4,6-三甲氧基苯基)-1,3-丁二酮 0.018 2.24  
117 尿黑酸 0.011 2.22  
118 LysoPE(18:1(9Z)/0:0) 0.008 2.19  
119 N-硬脂醯纈胺酸 0.009 2.17  
120 反式-香芹酮氧化物 0.07 2.14  
121 1,1'-硫代雙-1-丙硫醇 0.002 2.14  
122 甲基胺甲酸2-(乙基磺醯基甲基)苯酯 0.076 2.05  
123 甲基萘醌-4 0.004 2.04  
124 苯乙醯胺-4-O-硫酸酯 0.01 2  
125 N5-乙醯基-N5-羥基-L-鳥胺酸 0.001 1.98  
126 琥珀酸 0 1.97  
127 Asn-Lys-Val-Pro 0.083 1.92  
128 LysoPC(14:1(9Z)) 0.003 1.88  
129 苯酚葡萄糖醛酸苷 -0.015 1.71  
130 2-甲基-丁酸、2-甲基丁酯 0.01 1.67  
131 3-O-咖啡醯基-1-O-甲基奎尼酸 0.004 1.66  
132 [FA 羥基(24:0)] 3-羥基-二十四酸 0.01 1.63  
133 N-(2-羥基十六醯基)-鞘胺醇-1-磷酸-(1'-肌-肌醇) 0.146 1.56  
134 γ-十二內酯 0.117 1.54  
135 PA(22:1(11Z)/0:0) -0.074 1.49  
136 丁酸丁酯 0.025 1.44  
137 TG(20:5(5Z,8Z,11Z,14Z,17Z)/18:1(9Z)/22:5(7Z,10Z,13Z,16Z,19Z))[iso6] -0.035 1.38  
138 Clausarinol 0.03 1.36  
139 4-甲基-2-戊酮 0.006 1.31  
140 葫蘆巴鹼 0.02 1.18  
141 Arg-Val-Pro-Tyr 0.008 1.17  
142 2,3-亞甲基丁二酸 0.016 1.04  
143 絲胺醯基-蘇胺酸 0.005 1.04  
144 Lycoperoside D -0.009 1.03  
145 香葉醇 0.012 1  
146 1-18:2-溶血磷脂醯甘油 0.098 0.89  
147 ω-6-十六內酯、黃葵內酯 0.031 0.83  
148 γ-麩胺醯基-S-甲基半胱胺醯基-β-丙胺酸 0.008 0.79  
149 FA側氧基(22:0) 0.005 0.53  
150 D-核糖 -0.021 0.53  
151 LysoPC(17:0) 0.036 0.47  
152 PA(O-36:4) 0.02 0.38  
153 C19鞘胺醇-1-磷酸鹽 -0.018 0.34  
154 4-羥基-5-(二羥基苯基)-戊酸-O-甲基-O-硫酸鹽 0.016 0.29  
155 PE(14:1(9Z)/14:0) 0.015 0.28  
156 惕各酸香茅酯 0.052 0.27  
157 甲基苯甘胺酸乙酯(異構物1) -0.038 0.24  
158 N-乙醯基-leu-leu-tyr 0.003 0  
158 PS(O-34:3) -0.002 0  
可預測IBS相對於對照之代謝物之LASSO及隨機森林(RF)統計；分析有2個類別：對照及IBS且包括 143個樣品(IBS：n=80且對照：n=63)；所報道之度量為交叉驗證之值之平均值及標準偏差。  
表 14– 菌株水準 (CAG) 機器學習預測 IBS 相對於對照
LASSO最佳化 隨機森林最佳化 模型性能
AUC 0.754 (0.146) 0.897 (0.09) 0.814 (0.134)
靈敏度 0.814 (0.162) 0.95 (0.074) 0.875 (0.102)
專一性 0.525 (0.241) 0.57 (0.205) 0.497 (0.217)      
10倍交叉驗證
預測IBS 預測對照
IBS 70 10
對照 30 29
        
秩編號 CAG ID LASSO係數 隨機森林特徵重要性
1 未分類00060 0.001381 60.04
2 未分類13382 0.068289 57.19
3 不明確02465 0.010803 55.91
4 未分類10544 0.030574 43.01
5 未分類01797 0.020433 42.42
6 未分類01214 0.001162 40.69
7 未分類04033 0.008943 40.54
8 不明確00664 0.001472 39.75
9 未分類07453 0.027742 39.38
10 未分類09604 0.025831 38.55
11 未分類04421 0.018453 37.31
12 未分類02178 0.014262 33.23
13 未分類04275 0.022114 32.93
14 未分類00992 0.003028 32.52
15 未分類08180 0.03671 32.5
16 未分類02378 0.00303 30.66
17 未分類14410 0.028182 28.63
18 未分類14848 0.00442 28.44
19 大腸桿菌08281 0.007697 26.73
20 未分類01723 0.002795 25.28
21 未分類01973 0.003755 23.46
22 未分類07490 0.017293 23.05
23 未分類04642 0.010974 22.99
24 未分類12490 0.041094 22.65
25 未分類04705 0.004598 22.01
26 未分類01929 0.013678 21.88
27 未分類04761 0.025652 21.43
28 未分類13688 0.010278 20.66
29 梭菌屬04742 0.005228 19.73
30 鏈球菌屬01624 0.001426 19.23
31 未分類12615 0.036959 18.59
32 未分類10766 0.05376 17.8
33 未分類11165 0.035285 17.52
34 未分類00496 0.001305 17.34
35 未分類07581 0.007595 15.91
36 未分類10074 0.012338 15.41
37 未分類01227 0.000621 13.73
38 未分類01850 0.004519 13.48
39 未分類01534 0.001799 12.87
40 未分類00657 0.001686 12.77
41 未分類03784 0.012933 12.67
42 咽峽炎鏈球菌14524 0.01304 12.16
43 未分類04216 0.003356 12.02
44 約氏副擬桿菌04505 0.007269 11.48
45 未分類02737 0.0006 10.34
46 格氏鏈球菌00694 0.00061 10.11
48 不明確00350 0.011386 10
49 不明確01019 0.008179 10
50 未分類00612 0.004216 10
51 梭菌屬00680 0.003678 10
52 不明確00176 0.002303 10
53 不明確00008 0.000835 10
47 不明確01504 0.000006 10
54 未分類07058 0.001504 9.82
55 梭菌屬11230 0.002081 9.47
56 不明確01105 0.002674 9.4
57 未分類02000 0.003605 9.28
58 未分類01034 0.005573 9.27
59 未分類06517 0.041237 8.95
60 鮑氏梭菌00697 0.001039 8.78
61 Turicibacter_sanguinis_07698 0.041323 8.57
62 未分類04716 0.004963 8.29
63 未分類06120 0.023365 8.22
64 梭菌目細菌1_7_47FAA_00444 0.000169 8.15
65 未分類00404 0.004334 8.15
66 不明確06054 0.000061 8.14
67 梭菌屬09935 0.008296 8.09
68 未分類03271 0.001025 8
69 不明確03591 0.007581 7.86
70 未分類11816 0.030684 7.6
71 不明確03760 0.004159 7.52
72 梭菌目細菌1_7_47FAA_00369 0.000864 7.46
73 未分類04974 0.003624 7.35
74 咽峽炎鏈球菌02750 0.000721 6.82
75 未分類08690 0.003226 6.72
76 未分類06706 0.00206 6.56
77 xylaniphila副普雷沃菌07441 0.00209 6.41
78 未分類04992 0.005196 6.09
79 未分類08989 0.011704 6.08
80 未分類02911 0.002799 6
81 未分類02952 0.006054 5.87
82 未分類00342 0.000084 5.49
83 真桿菌屬3_1_31_00679 0.001407 5.12
84 毛螺菌科細菌5_1_57FAA_01560 0.000291 5
85 大腸桿菌01241 0.000114 4.84
86 未分類02624 0.002928 4.72
87 梭菌科細菌JC118_03657 0.005134 4.58
88 未分類09127 0.001119 4.5
89 未分類05532 0.000001 4.48
90 未分類09184 0.005517 4.45
91 擬桿菌屬03730 0.000523 4.4
92 xylaniphila副普雷沃菌08998 0.002821 4.3
93 未分類03065 0.001211 4.27
94 不明確01649 0.000779 4.26
95 變形鏈球菌09018 0.005574 4.26
96 不明確13545 0.00493 4.22
97 未分類08505 0.004519 4.12
98 大腸桿菌00201 0.000672 3.9
99 未分類03041 0.004803 3.78
100 未分類05056 0.007699 3.77
101 未分類01365 0.000379 3.38
102 平常擬桿菌08099 0.009286 3.37
103 不明確05609 0.008937 3.32
104 未分類05684 0.00422 3.25
105 未分類02242 0.002019 3.21
106 梭狀梭菌06211 0.061218 3.16
107 肺炎克雷伯氏菌01817 0.012099 2.92
108 哈氏梭菌06002 0.000291 2.87
109 不明確03727 0.000144 2.8
110 脆弱擬桿菌14807 0.011963 2.71
111 未分類01340 0.001622 2.66
112 未分類08925 0.000758 2.57
113 未分類08324 0.000257 2.48
114 解糖腖普雷沃菌10832 0.004206 2.48
115 柔嫩梭菌11975 0.002101 2.35
116 未分類01283 0.004063 2.09
117 多毛假黃桿菌03569 0.000849 2.06
118 未分類12165 0.006268 2.02
119 未分類07203 0.000139 1.84
120 腸擬桿菌14747 0.001208 1.73
121 未分類08104 0.000055 1.6
122 未分類14839 0.000932 1.54
123 糞腸球菌01189 0.00061 1.52
124 嬰兒鏈球菌14065 0.00542 1.24
125 毛螺菌科細菌1_4_56FAA_13504 0.000698 1.09
126 沙氏另枝菌15132 0.000646 1.04
127 梭菌屬10114 0.000481 1.03
128 未分類13766 0.000045 0.94
129 不明確06549 0.00035 0.73
130 未分類14263 0.00382 0.7
131 真桿菌屬3_1_31_05331 0.001123 0.55
132 天門冬形梭菌06161 0.000488 0.4
133 變形鏈球菌07592 0.000826 0.33
134 未分類12188 0.003405 0.26
135 共生梭菌14754 0.002328 0.17
136 血鏈球菌11557 0.001 0
預測IBS相對於對照之CAG之LASSO及隨機森林(RF)統計 分析有2個類別：對照及IBS且包括139個樣品(IBS：n=80且對照：n=59)  
所報道之度量為交叉驗證之值之平均值及標準偏差。 當多於60%的基因家族與屬水準相關時，分配分類。 LASSO係數為CAG資料集之絕對值
表 15– 用於 IBS 亞型之分析之樣品數量
Figure 02_image010
表 16– 用於 β 多樣性分析之置換 MANOVA 結果
Figure 02_image012
所有值均為使用Bonferroni調整之p值 表 17–IBS 亞組及健康受試者之間的差異豐富屬 ( 各條目顯示顯著發現豐度增加 ( 淺灰色 ) 或減少 ( 深灰色 ) 之屬 )
Figure 02_image014
表 18– 第 1 、 2 及 3 IBS 亞組之間的差異豐富之屬
Figure 02_image016
左-IBS-1及IBS-2亞組與IBS-3亞組相比之矩陣 右-改變之IBS (IBS-1及IBS-2)組彼此比較之矩陣 各條目顯示顯著發現豐度增加(淺灰色)或減少(深灰色)之屬 表 19–IBS 亞組與健康對照之間的差異豐富之種
Figure 02_image018
各條目顯示顯著發現豐度增加(淺灰色)或減少(深灰色)之種 表 20– 第 1 、 2 及 3 IBS 亞組之間的差異豐富之種
Figure 02_image020
頂部-改變之IBS組與類正常組相比之矩陣 底部-改變之IBS組彼此比較之矩陣 各條目顯示顯著發現豐度增加(淺灰色)或減少(深灰色)之種 表 21a– 以替代性管線之尿液代謝物組學機器學習預測 IBS 相對於對照：對照中代謝物以較高水準存在
LASSO最佳化 隨機森林最佳化 模型性能
AUC 1 (0) 0.999 (0.001) 1 (0)
靈敏度 0.992 (0.027) 1 (0) 1 (0)
專一性 0.881 (0.142) 0.976 (0.064) 0.969 (0.066)
10倍交叉驗證
預測IBS 預測對照
IBS 80 0
對照 2 61
預測IBS相對於對照之代謝物之LASSO及隨機森林(RF)統計
分析有2個類別：對照及IBS且包括143個樣品(IBS：n=80且對照：n=63)
所報道之度量為交叉驗證之值之平均值及標準偏差。
所用之資料經log10轉換
對於所有外部交叉驗證倍數，lasso返回之特徵均不多於5個。因此，所有經訓練之模型都基於具有所有特徵之隨機森林。
當對完整資料集測試(作為特徵選擇方法應用)時，如藉由大於0.65之AUC所定義，所呈現之代謝物最具預測性。
秩編號 代謝物ID AUC (對照之預測/在對照中較高)
1 五羥黃酮3'-甲醚7,5'-二葡萄糖醛酸苷 0.86
2 Alloathyriol 0.86
3 托拉塞米 0.85
4 (-)-表沒食子兒茶素硫酸盐 0.8
5 四氫吡啶二羧酸酯 0.78
6 矽酸 0.75
7 飛燕草素3-(6''-O-4-蘋果單醯基-葡萄糖苷基)-5-葡萄糖苷 0.75
8 肌酸酐 0.75
9 L-精胺酸 0.74
10 白胺醯基-甲硫胺酸 0.74
11 Gln-Met-Pro-Ser 0.73
12 Ala-Asn-Cys-Gly 0.72
13 異白胺醯基-脯胺酸 0.71
14 3,4-亞甲基癸二酸 0.71
15 (4-羥基苯甲醯基)膽鹼 0.71
16 二氮嗪 0.7
17 (1S,3R,4S)-3,4-二羥基環己烷-1-甲酸酯 0.69
18 2-羥基吡啶 0.69
19 Ala-Lys-Phe-Cys 0.69
20 3-甲基二氧吲哚 0.68
21 N-羧乙醯基-D-苯丙胺酸 0.68
22 尿素 0.67
23 阿魏酸4-硫酸鹽 0.67
24 3-吲哚羥丙酸 0.67
25 去甲基橄欖苦苷 0.67
26 5'-鳥苷基-亞甲基-三磷酸酯 0.67
27 甲酸芳樟酯 0.67
28 4-甲氧基苯基乙醇硫酸鹽 0.67
29 壬酸烯丙酯 0.66
30 D-半乳哌喃糖基-(1-＞3)-D-半乳哌喃糖基-(1-＞3)-L-阿拉伯糖 0.66
31 Met-Met-Thr-Trp 0.66
32 Cys-Pro-Pro-Tyr 0.66
33 甲基膦酸酯 0.66
34 辛酸2-苯乙酯 0.66
35 馬尿酸 0.65
36 戊二醯肉鹼 0.65
37 Cys-Phe-Phe-Gln 0.65
表 21b– 以替代性管線之尿液代謝物組學機器學習預測 IBS 相對於對照： IBS 中代謝物以較高水準存在
 
LASSO最佳化 隨機森林最佳化 模型性能  
AUC 1 (0) 0.999 (0.001) 1 (0)  
靈敏度 0.992 (0.027) 1 (0) 1 (0)  
專一性 0.881 (0.142) 0.976 (0.064) 0.969 (0.066)
10倍交叉驗證  
 
預測IBS 預測對照  
IBS 80 0  
對照 2 61  
 
預測IBS相對於對照之代謝物之LASSO及隨機森林(RF)統計  
分析有2個類別：對照及IBS且包括143個樣品(IBS：n=80且對照：n=63)  
所報道之度量為交叉驗證之值之平均值及標準偏差。  
所用之資料經log10轉換  
對於所有外部交叉驗證倍數，lasso返回之特徵均不多於5個。因此，所有經訓練之模型都基於具有所有特徵之隨機森林。  
當對完整資料集測試(作為特徵選擇方法應用)時，如藉由大於0.65之AUC所定義，所呈現之代謝物最具預測性。  
秩編號 代謝物ID AUC (對照之預測/在IBS中較高)
1 A 80987 1
2 苜蓿酸3-O-b-D-葡萄糖醛酸苷 1
3 N-十一醯基甘胺酸 0.99
4 Ala-Leu-Trp-Gly 0.98
5 γ-麩胺醯基-半胱胺酸 0.92
6 琥珀酸氫布醯胺 0.91
7 (-)-表兒茶素硫酸盐 0.89
8 1,4,5-三甲基-萘 0.86
9 Trp-Ala-Pro 0.83
10 十二烷二醯基肉鹼 0.77
11 1,6,7-三甲基萘 0.76
12 Sumiki氏酸 0.76
13 Phe-Gly-Gly-Ser 0.75
14 2-羥基-2-(羥甲基)-2H-哌喃-3(6H)-酮 0.73
15 5-((2-碘乙醯胺基)乙基)-1-胺基萘硫酸鹽 0.72
16 硫乙哌丙嗪 0.72
17 dCTP 0.71
18 二甲基烯丙基焦磷酸酯/異戊烯基焦磷酸酯 0.71
19 Asp-Met-Asp-Pro 0.7
20 3,5-二-O-沒食子醯基-1,4-半乳糖二酸內酯 0.7
21 癸醯基肉鹼 0.69
22 [FA(18:0)]N-(9Z-十八烯醯基)-牛磺酸 0.67
23 UDP-4-脫氫-6-去氧-D-葡萄糖 0.66
24 飛燕草素3-O-3'',6''-O-二丙二醯葡萄糖苷 0.66
25 紫萁內酯 0.65
26 半胱胺醯基-半胱胺酸 0.65
圖 1. 對照組及IBS組之微生物相組成分析。(A)微生物相β多樣性之主坐標分析(PCoA)，其顯示對照組與IBS組之間的顯著差異。在16S屬水準下使用Spearman距離進行PCoA (p值= 0.001；對照組：n = 63，IBS組：n = 78)。(B)藉由散彈槍資料集上之隨機森林機器學習確定之IBS之預測分類群(對照組：n = 59；IBS組：n = 80)。(C)微生物相組成之PCoA，其顯示IBS臨床亞型之間沒有顯著差異。在16S OTU水準下使用Spearman距離進行PCoA (p值= 0.976；IBS-C：n = 29，IBS-D：n = 20，IBS-M：n = 29)。(D)對照組及IBS組之散彈槍屬輪廓(對照：n ＝ 58，IBS：n ＝ 78)。使用置換MANOVA (R函數/程式包：adonis/vegan)計算圖A及C中顯示之資料/測試之P值。圖 2. 微生物相多樣性之PCoA顯示對照組與IBS組之間有顯著差異。在散彈槍屬水準下使用Spearman距離進行PCoA (p值= 0.001；對照：n = 58，IBS：n = 78)。圖 3. IBS組及對照組之微生物相多樣性。(A)基於Wilcoxon秩和檢驗，IBS組之多樣性(觀察到之豐富度)與對照組顯著不同(p值= 9.215e-08，對照：n = 63，IBS：n = 78)。(B)基於Kruskal-Wallis，IBS臨床亞型之多樣性(觀察到之豐富度)與對照組顯著不同(p值= 1.28e-06，對照：n = 63；IBS-C：n = 29；IBS-D：n ＝ 20；IBS-M：n ＝ 29)。(C)使用基於Wilcoxon之差異，對照組之多樣性(Shannon指數)與IBS組顯著不同，(p值＝ 0.00032，對照：n ＝ 63，IBS：n ＝ 78)。圖 4. 對照組及IBS組尿液及糞便代謝物組之比較。(A)尿液揮發性有機物(FAIMS)代謝物組之PCoA。Adonis p值= 0.001；(對照：n = 65；IBS：n = 80)。(B)使用Spearman距離之尿液MS代謝物組學之PCoA。Adonis p值= 0.001；(對照：n = 63；IBS：n = 80)。(C)使用Spearman距離之糞便MS代謝物組學之PCoA。Adonis p值= 0.001；(對照：n = 63；IBS：n = 80)。使用置換MANOVA (R函數/程式包：adonis/vegan)計算P值圖 5. 使用Spearman距離之FAIMS尿液代謝物組學之PCoA顯示，對照組與IBS臨床亞型之間有顯著差異(Adonis p值= 0.001；對照：n = 63；IBS-C：n = 29；IBS-D：n = 20；IBS-M：n = 29)。圖 6. 區分IBS與對照狀態的尿液代謝物組學接受者操作特徵(Receiver operating characteristic；ROC)曲線。(A)使用10倍交叉驗證對尿液LC/GC-MS代謝物組學進行之ROC曲線分析(對照：n = 61；IBS：n = 78，其中85% (52/61)之對照組及95% (74/78)之IBS組經正確預測)。(B)使用10倍交叉驗證對尿液FAIMS代謝物組學進行之ROC曲線分析(對照：n = 63；IBS：n = 78，其中70% (44/63)之對照組及83% (65/78)之IBS組經正確預測)。圖 7. 使用Spearman距離之糞便代謝物組學之PCoA顯示IBS臨床亞型之間沒有顯著差異(p值= 0.202；IBS-C：n = 29；IBS-D：n = 20；IBS-M：n = 29)。圖 8. 類間分析(BCA)，其顯示當與對照組相比時的兩個微生物相-IBS聚類(對照：n = 63，IBS聚類I：n = 35，IBS聚類II：n = 43)。圖 9. 替代性機器學習管線之核心工作流程。N代表最小絕對緊縮與選擇算子(LASSO)返回之特徵數。圖 10. 總體基因體學樣品中之共同豐富基因之主坐標分析顯示，IBS組(80個樣品)與對照組(59個樣品)之間有顯著分裂。使用PMANOVA確定分裂之顯著性(p＜0.001)。圖 11. 利用使用Canberra距離及ward連接之階層分群法之微生物體OTU資料熱圖。圖 12. 健康對照組及三個IBS亞組(IBS-1、IBS-2、IBS-3)之α多樣性(觀察到之種)。觀察到之種(豐富度)定義為樣品中獨特OTU之數量。使用ANOVA確定顯著性。圖 13. 健康對照組及三個IBS亞組(IBS-1、IBS-2、IBS-3)之使用16S定序之樣品在屬水準下的Canberra距離之PCoA。圖 14. 健康對照組及三個IBS亞組(IBS-1、IBS-2、IBS-3)之散彈槍定序之樣品在種水準下的Canberra距離之PCoA。圖 15. 健康對照組及三個IBS亞組(IBS-1、IBS-2、IBS-3)之糞便代謝物組學樣品的Canberra距離之PCoA。圖 16. 健康對照組及三個IBS亞組(IBS-1、IBS-2、IBS-3)之尿液代謝物組學樣品的Canberra距離之PCoA。圖 17. 對照組及IBS組之微生物相組成分析總體基因體種分析(共同豐富基因，CAG)之PCoA，其顯示對照組與IBS組之間有顯著差異。(對照：n = 59；IBS：n = 80)。使用置換MANOVA (R函數/程式包：adonis/vegan)計算顯示之資料/測試之P值。
Figure 12_A0101_SEQ_0001
Figure 12_A0101_SEQ_0002
Figure 12_A0101_SEQ_0003
Figure 12_A0101_SEQ_0004
Figure 12_A0101_SEQ_0005
Figure 12_A0101_SEQ_0006
Figure 12_A0101_SEQ_0007
Figure 12_A0101_SEQ_0008
Figure 12_A0101_SEQ_0009
Figure 12_A0101_SEQ_0010
Figure 12_A0101_SEQ_0011
Figure 12_A0101_SEQ_0012

Claims (40)

  1. 一種診斷患者中之腸躁症候群(IBS)之方法，其包含偵測： a. 與IBS相關之分類群之細菌菌株； b. 與IBS相關之途徑中涉及之微生物基因；或 c. 與IBS相關之代謝物。
  2. 如請求項1之方法，其中該方法包含偵測與IBS相關之分類群之細菌菌株及與IBS相關之途徑中涉及之微生物基因；包含偵測與IBS相關之分類群之細菌菌株及與IBS相關之代謝物；包含偵測與IBS相關之代謝物及與IBS相關之途徑中涉及之微生物基因；或包含偵測與IBS相關之分類群之細菌菌株、與IBS相關之途徑中涉及之微生物基因及與IBS相關之代謝物。
  3. 如請求項1或請求項2之方法，其中該細菌菌株屬於選自由以下組成之清單之屬：放線菌屬(Actinomyces )、震顫桿菌屬(Oscillibacter )、副普雷沃菌屬(Paraprevotella )、毛螺菌科屬(Lachnospiraceae )、韋榮球菌科屬(Erysipelotrichaceae )及糞球菌屬(Coprococcus )。
  4. 如請求項1或請求項2之方法，其包含偵測以下細菌菌株：活潑瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus )、靈巧糞球菌(Coprococcus catus )、腸道巴恩斯氏菌(Barnesiella intestinihominis )、人結腸厭氧棍狀菌(Anaerotruncus colihominis )、挑剔真桿菌(Eubacterium eligens )、共生梭菌(Clostridium symbiosum )、食葡糖羅斯拜瑞氏菌(Roseburia inulinivorans )、克拉副普雷沃菌(Paraprevotella clara )、酸奶瘤胃球菌(Ruminococcus lactaris )、奇特龍梭菌(Clostridium citroniae )、柔嫩梭菌(Clostridium leptum )、布氏瘤胃球菌(Ruminococcus bromii )、多形擬桿菌(Bacteroides thetaiotaomicron )、兩形真桿菌(Eubacterium biforme )、青春雙岐桿菌(Bifidobacterium adolescentis )、狄氏副擬桿菌(Parabacteroides distasonis )、非黏小類桿菌(Dialister invisus )、糞便擬桿菌(Bacteroides faecis )、穗狀丁酸弧菌(Butyrivibrio crossotus )、系結梭菌(Clostridium nexile )、解纖維擬桿菌(Bacteroides cellulosilyticus )、多毛假黃桿菌(Pseudoflavonifractor capillosus )、咽峽炎鏈球菌(Streptococcus anginosus )、血鏈球菌(Streptococcus sanguinis )、脫硫脫硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans )及/或多枝梭菌(Clostridium ramosum )。
  5. 如請求項1或請求項2之方法，其包含偵測以下細菌菌株：口頰普雷沃菌(Prevotella buccalis )、白痢丁酸鏈球菌(Butyricicoccus pullicaecorum )、細長顆粒鏈菌(Granulicatella elegans )、多毛假黃桿菌、多枝梭菌、血鏈球菌、奇特龍梭菌、脫硫脫硫弧菌、皮氏嗜血桿菌(Haemophilus pittmaniae )、克拉副普雷沃菌、咽峽炎鏈球菌、人結腸厭氧棍狀菌、共生梭菌、多酸光崗菌(Mitsuokella multacida )、系結梭菌、發酵乳桿菌(Lactobacillus fermentum )、兩形真桿菌、柔嫩梭菌、嗜果膠擬桿菌(Bacteroides pectinophilus )、靈巧糞球菌、挑剔真桿菌、食葡糖羅斯拜瑞氏菌、糞便擬桿菌、腸道巴恩斯氏菌、多形擬桿菌、布氏瘤胃球菌、活潑瘤胃球菌、酸奶瘤胃球菌、狄氏副擬桿菌、穗狀丁酸弧菌、解纖維擬桿菌、青春雙岐桿菌及/或非黏小類桿菌。
  6. 如請求項1或請求項2之方法，其包含偵測以下細菌菌株：活潑瘤胃球菌、鮑氏梭菌(Clostridium_bolteae )、人結腸厭氧棍狀菌、普氏黃桿菌(Flavonifractor plautii )、梭狀梭菌(Clostridium clostridioforme )、哈氏梭菌(Clostridium hathewayi )、共生梭菌、扭鏈瘤胃球菌(Ruminococcus torques )、塞內加爾另枝菌(Alistipes senegalensis )、人體普雷沃菌(Prevotella copri )、遲緩埃格特菌(Eggerthella lenta )、天門冬形梭菌(Clostridium asparagiforme )、腸道巴恩斯氏菌、奇特龍梭菌、挑剔真桿菌、多枝梭菌、靈巧糞球菌、兩形真桿菌、酸奶瘤胃球菌、馬賽擬桿菌(Bacteroides massiliensis )、副流感嗜血桿菌(Haemophilus parainfluenzae )、系結梭菌、無害梭菌(Clostridium innocuum )、溶木聚糖擬桿菌(Bacteroides xylanisolvens )、產甲酸草酸桿菌(Oxalobacter formigenes )、腐生另枝菌(Alistipes putredinis )、克拉副普雷沃菌及/或內臟臭氣桿菌(Odoribacter splanchnicus )。
  7. 如請求項1或請求項2之方法，其包含偵測以下細菌菌株：大腸桿菌(Escherichia coli )、咽峽炎鏈球菌、約氏副擬桿菌(Parabacteroides johnsonii )、格氏鏈球菌(Streptococcus gordonii )、鮑氏梭菌、血蘇黎士桿菌(Turicibacter sanguinis )、xylaniphila 副普雷沃菌、變形鏈球菌(Streptococcus mutans )、平常擬桿菌(Bacteroides plebeius )、梭狀梭菌、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae )、哈氏梭菌、脆弱擬桿菌(Bacteroides fragilis )、解糖腖普雷沃菌(Prevotella disiens )、柔嫩梭菌、多毛假黃桿菌、腸擬桿菌(Bacteroides intestinalis )、糞腸球菌(Enterococcus faecalis )、嬰兒鏈球菌(Streptococcus infantis )、沙氏另枝菌(Alistipes shahii )、天門冬形梭菌、共生梭菌及/或血鏈球菌。
  8. 如請求項1或請求項2之方法，其包含偵測毛螺菌科細菌3_1_46FAA、毛螺菌科細菌7_1_58FAA、毛螺菌科細菌1_4_56FAA、毛螺菌科細菌2_1_58FAA、糞球菌屬ART55_1及/或另枝菌屬AP11、或具有與參考細菌之16S rRNA基因序列有至少95%、96%、97%、98%、99%、99.5%或99.9%一致性之16S rRNA基因序列的對應菌株。
  9. 如請求項1或請求項2之方法，其包含偵測毛螺菌科細菌2_1_58FAA、毛螺菌科細菌7_1_58FAA、毛螺菌科細菌1_4_56FAA、毛螺菌科細菌3_1_46FAA、_1另枝菌屬AP11、擬桿菌屬1_1_6及/或糞球菌屬ART55_1、或具有與參考細菌之16S rRNA基因序列有至少95%、96%、97%、98%、99%、99.5%或99.9%一致性之16S rRNA基因序列的對應菌株。
  10. 如請求項1或請求項2之方法，其包含偵測梭菌目(Clostridiales )細菌1 7 47FAA、毛螺菌科細菌1 4 56FA、毛螺菌科細菌5 1 57FAA、毛螺菌科細菌3 1 46FAA、毛螺菌科細菌7 1 58FAA、糞球菌屬ART55 1、毛螺菌科細菌3 1 57FAA CT1、毛螺菌科細菌2 1 58FAA及/或真桿菌屬3 1 31、或具有與參考細菌之16S rRNA基因序列有至少95%、96%、97%、98%、99%、99.5%或99.9%一致性之16S rRNA基因序列的對應菌株。
  11. 如請求項1或請求項2之方法，其包含偵測梭菌目細菌1 7 47FAA、真桿菌屬3 1 31、毛螺菌科細菌5 1 57FAA、梭菌科細菌JC118及/或毛螺菌科細菌1 4 56FA、或具有與參考細菌之16S rRNA基因序列有至少95%、96%、97%、98%、99%、99.5%或99.9%一致性之16S rRNA基因序列的對應菌株。
  12. 如請求項1或請求項2之方法，其中該細菌菌株屬於選自表11之操作分類單元(OTU)。
  13. 如請求項1或請求項2之方法，其中該細菌菌株具有與SEQ ID NO:1-10之一有至少97%一致性之16S rRNA基因序列。
  14. 如請求項1-13中任一項之方法，其中偵測2、5、10、15或20個細菌分類群之菌株。
  15. 如請求項1或請求項2之方法，其中該微生物基因涉及選自表4之途徑。
  16. 2及15中任一項之方法，其中該途徑選自由以下組成之清單：胺基酸生物合成、胺基酸降解、澱粉降解、半乳糖降解、硫酸鹽還原、硫酸鹽同化及半胱胺酸生物合成。
  17. 2、15或16中任一項之方法，其中偵測該微生物基因包含偵測攜帶該基因之細菌種或偵測編碼該基因之核酸。
  18. 如請求項1或請求項2之方法，其中該代謝物為尿代謝物。
  19. 如請求項18之方法，其中該代謝物為A 80987、Ala-Leu-Trp-Gly、苜蓿酸3-O-b-D-葡萄糖醛酸苷或(-)-表沒食子兒茶素硫酸盐。
  20. 如請求項18或請求項19之方法，其中該代謝物選自表6。
  21. 如請求項18之方法，其中該代謝物為： (a) A 80987、苜蓿酸3-O-b-D-葡萄糖醛酸苷、N-十一醯基甘胺酸、Ala-Leu-Trp-Gly或γ-麩胺醯基-半胱胺酸；及/或 (b) 五羥黃酮(Tricetin) 3'-甲醚7,5'-二葡萄糖醛酸苷、Alloathyriol、托拉塞米(Torasemide)、(-)-表沒食子兒茶素硫酸盐或四氫吡啶二羧酸酯(Tetrahydrodipicolinate)。
  22. 如請求項18或請求項20之方法，其中該代謝物選自表21a或21b。
  23. 如請求項1或請求項2之方法，其中該代謝物為糞便代謝物。
  24. 如請求項23之方法，其中該代謝物選自由以下組成之群：3-去氧-D-半乳糖、酪胺酸、I-尿膽素、腺苷、Glu-Ile-Ile-Phe、3,6-二甲氧基-19-去甲孕甾-1,3,5,7,9-五烯-20-酮、2-苯基丙酸酯、MG(20:3(8Z,11Z,14Z)/0:0/0:0)、1,2,3-參(1-乙氧基乙氧基)丙烷、葡萄球菌黃素、己醣、20-羥基-E4-神經前列腺素、乙酸壬酯、3-阿魏醯基-1,5-醌內酯、反式-2-庚烯醛、吡哆胺、L-精胺酸、十二烷二酸、熊去氧膽酸、1-(丙二醯胺基)環丙烷甲酸、可體松(Cortisone)、9,10,13-三羥基硬脂酸、Glu-Ala-Gln-Ser、擬原人參三醇(Quasiprotopanaxatriol)、N-甲基吲哚并[3,2-b]-5α-膽甾-2-烯、PG(20:0/22:1(11Z))、(-)-表沒食子兒茶素、2-甲基-3-戊酮酸、Secoeremopetasitolide B、PC(20:1(11Z)/P-16:0)、Glu-Asp-Asp、N5-乙醯基-N5-羥基-L-鳥胺酸、矽酸、(1ξ,3ξ)-1,2,3,4-四氫-1-甲基-β-咔啉-3-甲酸、PS(36:5)、分支酸鹽、異戊酸異戊酯、PA(O-36:4)、PE(P-28:0)及γ-麩胺醯基-S-甲基半胱胺醯基-β-丙胺酸。
  25. 如請求項23之方法，其中該代謝物選自表8。
  26. 如請求項23之方法，其中該代謝物選自表13。
  27. 如任一前述請求項之方法，其中該診斷包含將該患者分類為具有改變或正常微生物體。
  28. 如請求項27之方法，其另外包含基於該分類制定治療計劃。
  29. 一種將患有IBS之患者群體分層成亞組之方法，其包含偵測： a. 細菌菌株；及/或 b. 代謝物。
  30. 一種評估患有IBS之患者是否會受益於能夠引起微生物相之有益變化及/或解決生態失調之治療諸如活的生物治療產品的方法，其包含偵測： a. 細菌菌株；及/或 b. 代謝物。
  31. 如請求項29或請求項30之方法，其中該細菌菌株屬於選自由以下組成之群之屬：厭氧棒狀菌屬(Anaerostipes )、厭氧棍狀菌屬(Anaerotruncus )、厭氧細桿菌屬(Anaerofilum )、擬桿菌屬、布勞特氏菌屬(Blautia )、埃格特菌屬、鏈球菌屬、戈登氏桿菌屬(Gordonibacter )、霍爾德曼氏菌屬(Holdemania )、瘤胃球菌屬、韋榮氏球菌屬(Veilonella )、艾克曼菌屬(Akkermansia )、另枝菌屬、巴恩斯氏菌屬、丁酸球菌屬、丁酸單胞菌屬(Butyricimonas )、梭菌屬、糞球菌屬、棲糞桿菌屬(Faecalibacterium )、嗜血桿菌屬、霍華德氏菌屬(Howardella )、甲烷短桿菌屬(Methanobrevibacter )、Oscillobacter 、普雷沃菌屬、假黃桿菌屬、羅斯拜瑞氏菌屬、斯萊克氏菌屬(Slackia )、孢桿菌屬(Sporobacter )及食物谷菌屬(Victivallis )。
  32. 如請求項29或請求項30之方法，其中該細菌菌株屬於選自由以下組成之群之種：哈德厭氧棒狀菌(Anaerostipes hadrus )、卵形擬桿菌(Bacteroides ovatus )、多形擬桿菌、天門冬形梭菌、鮑氏梭菌、哈氏梭菌、共生梭菌、伴生糞球菌(Coprococcus comes )、活潑瘤胃球菌、唾液鏈球菌(Streptococcus salivarius )、扭鏈瘤胃球菌、塞內加爾另枝菌、挑剔真桿菌、惰性真桿菌(Eubacterium siraeum )、普氏棲糞桿菌(Faecalibacterium prausnitzii )、人羅斯拜瑞氏菌(Roseburia hominis )、副流感嗜血桿菌、伶俐瘤胃球菌(Ruminococcus callidus )、小韋榮氏球菌(Veilonella parvula )及糞球菌屬ART55/1。
  33. 如請求項29或請求項30之方法，其中該細菌菌株屬於梭菌屬聚類IV、XI或XVIII。
  34. 如請求項29或請求項30之方法，其中該細菌菌株選自由以下組成之群：毛螺菌科細菌3 1 46FAA、毛螺菌科細菌5 1 63FAA、毛螺菌科細菌7 1 58FAA及毛螺菌科細菌8 1 57FAA。
  35. 如請求項29或請求項30之方法，其中該代謝物為糞便代謝物。
  36. 如請求項29或請求項30之方法，其中該代謝物為尿代謝物。
  37. 如請求項29之方法，其另外包含基於患有IBS之患者所屬之特定亞組為該患者制定治療計劃。
  38. 一種套組，其包含執行前述請求項中任一項之方法之試劑。
  39. 一種套組，其包含用於偵測請求項3至14及31至34中所定義之細菌菌株、請求項15及16中所定義之微生物基因及/或請求項18-26中所定義之代謝物中之二或更多者的試劑。
  40. 如請求項38或請求項39之套組，其經構形以分析糞便或尿液樣品。
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