肠道微生物专题 | OTU&ASV谁主沉浮？

微生物组测序方法主要包括宏基因组测序和扩增子测序，扩增子测序凭借简单、快速、样本用量低、可避免宿主污染、费用低成为广大科研工作者常用的研究手段，扩增子分析流程比较成熟，常用的分析方法是OTU聚类法。随着测序行业的不断发展，扩增子分析方法不断完善，ASV分析方法的应用也越来越广泛，到底哪一种分析方法更好呢？

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微生物组不同检测方法利弊分析

OTU（operational taxonomic units）聚类法是将相似性大于97%的序列聚为一类，聚类的原则是将低丰度序列往高丰度的序列上聚类。因为测序错误是随机产生的，所以低丰度的序列可能是测序错误导致的，而高丰度序列被认为是准确率更高的序列，这种算法可以将操作分类单元中包含的碱基错误率控制在1%以内。但是这种方法忽略了真实的细微生物序列变化，例如SNPs会被整合到单个OTU中。

ASV的方法则不直接进行聚类，它是基于统计学的手段对序列纠错，纠错后的序列称为ASVs（Amplicon Sequence Variants)。该方法引入了扩增和测序错误，来推断样本中的扩增子序列，以低至一个碱基的差异来区分序列，可以最大限度的保留了序列的物种多样性。

Andrei Prodan等人的研究表明，与OTU相比，ASV具有更高的分辨率，并显示出更好的特异性和更低的假序列率。ZHONG Hui等人的研究表明，分类单元的划分方式主要影响微生物组一些低丰度属属（< 0.2%）的占比，而对较高的分类学水平（门水平）组成的影响较小，ASV能够使得环境因子对微生物群落能够获得更高的解释度，因而对于物种信息更为复杂的环境样品建议采用ASV划分方式。

三次模拟测序的敏感性和特异性比较

参考文献

1.Knight R, Vrbanac A, Taylor BC, Aksenov A, Callewaert C, Debelius J, Gonzalez A, Kosciolek T, McCall LI, McDonald D, Melnik AV, Morton JT, Navas J, Quinn RA, Sanders JG, Swafford AD, Thompson LR, Tripathi A, Xu ZZ, Zaneveld JR, Zhu Q, Caporaso JG, Dorrestein PC. Best practices for analysing microbiomes. Nat Rev Microbiol. 2018 Jul;16(7):410-422. doi: 10.1038/s41579-018-0029-9. PMID: 29795328.

2. Prodan A, Tremaroli V, Brolin H, Zwinderman AH, Nieuwdorp M, Levin E. Comparing bioinformatic pipelines for microbial 16S rRNA amplicon sequencing. PLoS One. 2020 Jan 16;15(1):e0227434. doi: 10.1371/journal.pone.0227434. PMID: 31945086; PMCID: PMC6964864.