泌尿感染（UTIs）的诊断十分复杂，在标准尿液培养检验中，常遇到有症状患者的传统泌尿病原体或细菌缺乏，因此缺乏对健康尿液微生物组的定义，通过大规模宏基因组采样对UTIs患者和健康人群的泌尿系统微生物组进行全面调查来判断微生物组在实际医疗检验中的作用。

实验设计

根据标准尿液培养类型将患者分为4组：（1）培养阳性组（Culture positive）：一种或两种尿路病原菌显著生长；（2）污染组（contaminated）：3种及以上细菌生长浓度高于105个菌落形成单位/mL；（3）不显著组（insignificant）：培养过程低于105个菌落形成单位/mL；（4）无生长组（no-growth）：培养过程无明显微生物生长迹象。同期选取健康者作为对照组进行采样，同时追踪他们的泌尿系统微生物动态变化进行2次额外采样

微生物组成及多样性分析

（1）物种组成聚类结果显示（结果1图a），泌尿系统微生物组被分为16个不同的簇（称为“尿型”），通常由单一的细菌为优势群体，尿型与诊断类别有显著关联（卡方检验，P＜0.001），健康者尿型与其他患者之间的区分不大。

（2）约束主坐标分析（CAP）结果显示，健康者与多数UTIs患者的微生物组成落在相似范围内，只有部分阳性组患者的微生物组差异较大（结果1图b）；对不同性别UTIs患者的微生物组进行CAP分析，结果表明性别对微生物组成差异的影响不显著（结果1图c）。

健康者泌尿系统微生物动态

（1）大多数健康者泌尿系统微生物组的组成与功能发生了显著变化，健康者个体之间和个体内部均有差异（结果2图a-c）。
（2）对健康者个体之间和个体内部的微生物群落组成Bray-Curtis距离进行差异分析，结果显示在2个连续的调查时间点之间，个体之间的差异均显著大于个体内部的差异（结果2图d，Wilcoxon检验，T1-T2 P=0.03、T2-T3 P=0.003）。

UTIs患者与健康者泌尿系统微生物差异

（1）通过置换检验确定UTIs患者微生物组偏离无症状健康者微生物组的情况（结果3图a），不显著组和无生长组的微生物组成主要落在无症状健康组的90%分位数内，与健康组相似度较高，阳性组与无症状健康组微生物组差异较大（污染组由于样本较少，在这里不讨论）。

（2）对无症状健康组相似性90%分位数以内的所有样本进行LEfSe差异分析（结果3图b）。结果显示，阳性组与无症状健康组没有显著差异的微生物；阳性组与无生长组相比，具有泌尿系统致病潜力的细菌Klebsiella pneumoniae、Klebsiella oxytoca和Escherichia coli在阳性组显著富集，Cutibacterium acnes、Ascomycota在无生长组显著富集，不显著组与阳性组相比，厌氧细菌（Ruminococcus torques、Bacteroides ovatus）显著富集，这表明微生物的可培养性限制了传统标准培养尿液诊断的培养性。

Adu-Oppong B, Thänert R, Wallace MA, Burnham CD, Dantas G. Substantial overlap between symptomatic and asymptomatic genitourinary microbiota states. Microbiome. 2022 Jan 17;10(1):6. doi: 10.1186/s40168-021-01204-9. PMID: 35039079; PMCID: PMC8762997.