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話說最近,Lily 看到了一條多少有點味道的新聞。
意大利博爾扎諾為了治理「狗狗隨地便便、主人假裝沒看見」的問題,曾推動給當?shù)厝唤?DNA 檔案。以后在街上發(fā)現(xiàn)一坨「無主狗便」,理論上就可以取樣、提取 DNA,再和數(shù)據(jù)庫里的犬只信息進行比對。美國的一些社區(qū)和公寓,也出現(xiàn)過類似的寵物糞便 DNA 識別服務。
這大概就是傳說中的:
「狗狗不會說話,但它的便便會開口」
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新聞看到這里,就有被困擾已久的大學生提出了一個非常有實踐精神的問題:
「那宿舍里有人上完廁所不沖,是不是也能驗出來是誰?」
先別急著嫌棄。從科學原理上說,這事居然真的有可能。
雖然今天本 Lily 不是來教大家在廁所里破案的(也請不要嘗試)。
不過還是來聊聊,「便便提取到DNA」這件事,在技術(shù)上的操作可行性叭!
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便便并不只有食物殘渣和細菌。它在經(jīng)過腸道時,可能混入腸道自然脫落的上皮細胞、黏液和少量其他宿主成分,而這些細胞里就可能帶著宿主 DNA。
2002 年,就有研究人員從人類糞便樣本中提取出核 DNA,并完成遺傳分型。同樣的,犬類糞便樣本也能通過優(yōu)化取樣和提取方法,獲得可用于分析的 DNA。
但要注意,「可能提取到」,并不等于「隨便撿一坨就能破案」。
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首先,糞便里的宿主細胞通常比較少,還混有大量細菌 DNA、降解酶,以及可能干擾 PCR 反應的物質(zhì)。同時,樣本放了多久、溫度多高、有沒有混到其他個體的細胞,都會影響結(jié)果。
說人話就是:DNA 檢測并不挑樣本「看起來干不干凈」,它真正挑的是——里面有沒有足夠、合格、能夠被分析的 DNA。
所以,在適合的檢測流程中,血液、唾液、口腔拭子、帶毛囊組織的毛發(fā),甚至糞便,都可能成為 DNA 的來源。
當然啦,現(xiàn)實中不能隨便收集別人的廁所樣本去做鑒定。這類操作不僅很容易污染、混樣,還涉及嚴格的隱私、倫理與法律邊界。
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這里說「便便也可能測」,只是為了說明一個核心原理:
基因檢測,真的不一定非要抽血。
所以,做基因檢測,為什么刮一刮口腔就夠了?
或者咱們換個懸疑推理案件的提問方式:口水廠,收集你的口水到底有什么用?
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可能因為我們微基因總在說口水廠,所以很多人以為,微基因的唾液檢測,就是看上了你的「口水」?
其實不是,咱不是就好這一口兒,也不是因為口水有什么神秘力量。
唾液里的水主要負責氣氛組,真正干活的,還是混在里面的口腔上皮細胞和少量白細胞。
而我們的口腔黏膜每天都在悄悄更新。一部分口腔上皮細胞自然脫落后,就會混進唾液里。實驗室收到樣本后,再從這些有核細胞中提取 DNA。
所以,雖然看似是一管口水,實驗室收到的其實是一份由你「親口交付」的細胞樣本。
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到這里又出現(xiàn)了一個問題,口腔并不是無菌環(huán)境。一份口腔樣本其實很熱鬧:里面既有你的口腔細胞,也可能有細菌 DNA、食物殘渣和其他雜質(zhì)。而基因檢測和使用儀器的技術(shù)含量并不只是「找到 DNA」,就像「我清楚地看見了你」(誰的哈薩克語 DNA 動了?)。
實驗室要做的,就是從一大堆生物信息中,把真正屬于你的信號辨認出來。實驗室會先釋放、提取并純化細胞中的 DNA,再對DNA數(shù)量和質(zhì)量進行檢查。后續(xù)的檢測與數(shù)據(jù)分析,也會圍繞人類基因組及目標遺傳區(qū)域進行。
但如果人體細胞采得太少,微生物 DNA 和雜質(zhì)又太多,樣本確實可能無法通過質(zhì)量檢查。
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那么問題來了:血液為什么也能測?
順帶一提,成熟的紅細胞沒有細胞核。所以,從全血樣本中提取基因組 DNA 時,真正提供 DNA 的主要是白細胞,而不是那一大片看起來非常有存在感的紅細胞。
對于胚系遺傳信息來說,人體絕大多數(shù)有核細胞都來自同一個受精卵,攜帶的基因組信息基本一致。所以無論是血液里的白細胞,還是唾液里的口腔上皮細胞,它們保存的都是屬于你的遺傳信息。
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也就是說,做常見的遺傳變異檢測時,關(guān)鍵問題其實是:最終拿到的 DNA 數(shù)量夠不夠、質(zhì)量好不好,以及實驗室的檢測流程有沒有驗證過這種樣本。至于「DNA 必須來自哪一種體液」,反而沒有那么重要了。
但在臨床上,如果想知道的是:某個腫瘤組織里后來出現(xiàn)了什么突變?某種疾病是否改變了血液中的特定信號;DNA上的調(diào)控標記發(fā)生了什么變化等,就不能簡單地認為「身體哪里的樣本都一樣」。
因為如果把人體的基因組想成一本書,雖然不同細胞保存著大致相同的「正文」,但它們打開的章節(jié)、貼上的書簽,以及后來發(fā)生的局部改動,并不完全相同。
所以,口腔樣本適合很多胚系遺傳檢測,卻不能替代所有血液、腫瘤組織或其他臨床樣本。
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不是口腔細胞能力不行,而是有些問題,本來就必須去特定的地方找答案。這也可能是許多同學對醫(yī)院里血液樣本進行基因檢測的初印象由來。
那么,不少同學可能也好奇了,準確性方面,唾液和血液,有差別嗎?
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2025 年,斯坦福大學團隊在《Genome Research》發(fā)表了一項 HiFi 長讀長全基因組測序驗證研究。
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研究人員比較了配對的血液、唾液和口腔拭子樣本。在 Genome in a Bottle,也就是 GIAB 定義的高置信區(qū)域中,血液與唾液對 SNV 和 Indel 等小變異的綜合一致性達到 99.88%。
簡單來說就是,在樣本質(zhì)量合格、實驗和分析流程經(jīng)過驗證的前提下,唾液完全可以提供可靠的胚系小變異檢測結(jié)果。
不過 Lily 還是要踩一腳剎車。這項研究驗證的是特定的 HiFi 測序流程、高置信區(qū)域和小變異檢測。所以它不能被理解成:「所有實驗室、所有檢測項目、每一管唾液,都會自動達到完全相同的表現(xiàn)。」
畢竟,唾液雖然方便,但確實也有自己的「小脾氣」。
比如剛吃完東西就采樣,可能混入食物殘渣;口腔細菌太多,會增加微生物 DNA 的比例;采得太少、保存不當或者經(jīng)歷長時間高溫運輸,也可能影響 DNA 的數(shù)量和質(zhì)量。
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相比之下,血液樣本的 DNA 含量和穩(wěn)定性通常更容易控制。因此,在部分臨床檢測、復雜變異檢測,以及對樣本質(zhì)量要求更高的場景里,血液仍然有自己的優(yōu)勢。
但對于我們微基因這類 DTC 也就是面向普通用戶的消費級基因檢測,唾液的優(yōu)點也非常實在:
不用扎針,不需要預約采血,不必專門跑一趟醫(yī)院,在家就能完成。怕針暈血的朋友看到這里,應該已經(jīng)長舒一口氣或深有體會了。
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那么問題又來了:該怎么操作,才能盡量避免喜提「重新采樣」?
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首先,采樣之前,請先認真閱讀當次采樣盒中的說明書。一般來說,可以注意下面幾件事:
采樣前按照說明書要求暫停進食、飲水、吸煙和嚼口香糖;
不要剛刷完牙或者口腔正在出血時立刻采樣;
我們已在幾年前迭代了唾液采集管、換成新版采集器以后,大家不用吐口水了,只需要按照采樣流程的「一刮二蓋三搖」即可完成(以及,刮取時也不要只在嘴里禮貌性地碰兩下,畢竟采集器不是來和你的口腔偶遇打招呼的hahah);
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采樣完成后及時封管,并按照要求讓唾液與保存液充分混合;
盡快寄回樣本,避免高溫暴曬和長時間滯留。
如果非人為原因?qū)е聶z測失敗,也不用太焦慮。微基因會按照現(xiàn)行服務規(guī)則,協(xié)助你重新完成采樣;具體安排以客服和最新服務政策為準。
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所以,回到開頭那個多少有點味道的問題。
狗便能幫助找到狗,不是因為便便會認主人;口腔里刮幾下能做基因檢測,也不是因為口水有什么超能力。真正留下線索的,還是混在樣本中的細胞,是實驗室對 DNA 的提取、識別和分析,讓 DNA 開口說話。
從這個角度看,DNA有點像身體偷偷留下的簽名。怎么不算獨特呢。
最后 Lily 想問問大家:
你第一次收到基因檢測盒,在嘴里刮那么幾下時,腦子里在想什么?
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順帶一提,最近的世界杯大家都看了嗎?
咱們口水廠還推出了「足球觀賽基因」限時福利群,可以直接掃碼加群,邊暢聊世界杯邊搶紅包!
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-已經(jīng)有報告的朋友,直接解鎖你的專屬觀賽基因;測完還可以和朋友比比,誰才是「天選觀賽人」;
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參考文獻:
Vandenberg N, van Oorschot RAH. Extraction of Human Nuclear DNA from Feces Samples Using the QIAamp DNA Stool Mini Kit. Journal of Forensic Sciences, 2002. DOI:10.1520/JFS15502J
Lindquist CD, Wictum EJ. Less is More—Optimization of DNA Extraction from Canine Feces. Journal of Forensic Sciences, 2016. DOI:10.1111/1556-4029.12913
Hammond N, et al. Analytical validation of germline small variant detection using long-read HiFi genome sequencing. Genome Research, 2025. DOI:10.1101/gr.278836.123
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27《UGTcgocsFs0 https://s.tb.cn/h.RCA5BFk HU287 世界杯
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