藥物微生物組學(xué)作為一門新興交叉學(xué)科，專注于研究微生物群落（如腸道菌群等）與藥物反應(yīng)的相互關(guān)系，包括對(duì)藥物療效、毒性及代謝過(guò)程的作用。

在藥物療效方面，腸道菌群可將藥物前體轉(zhuǎn)化為活性成分，增強(qiáng)療效，藥物毒性層面，微生物群落可能使藥物產(chǎn)生有害代謝產(chǎn)物，增加毒性，如部分藥物經(jīng)微生物作用后會(huì)生成對(duì)肝臟等器官有害的物質(zhì)。

在藥物代謝中，微生物群的酶系統(tǒng)參與代謝反應(yīng)，其代謝方式與人體肝臟、腎臟代謝不同，例如一些細(xì)菌可修飾藥物化學(xué)結(jié)構(gòu)，改變藥物活性、生物利用度等特性。該學(xué)科研究對(duì)開發(fā)新治療策略意義重大，如通過(guò)調(diào)節(jié)微生物群落提高療效、降低毒性，助力精準(zhǔn)醫(yī)療發(fā)展，依據(jù)個(gè)體微生物組差異預(yù)測(cè)藥物反應(yīng)。

常見實(shí)驗(yàn)流程及設(shè)備

/實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

材料準(zhǔn)備：準(zhǔn)備含微生物樣本（如土壤、腸道內(nèi)容物等）、不同藥物（抗生素、免疫調(diào)節(jié)劑等）及適合微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿、試管等實(shí)驗(yàn)耗材。

設(shè)備調(diào)試：開啟菌落挑選儀、高通量微生物篩選工作站、單細(xì)胞分選系統(tǒng)，檢查并調(diào)試設(shè)備參數(shù)，確保正常運(yùn)行。

/微生物培養(yǎng)與分離（厭氧工作站）

接種與培養(yǎng)：在厭氧工作站中，將微生物樣本接種到培養(yǎng)基上，依微生物種類選擇合適培養(yǎng)條件（溫度、濕度、氧氣濃度等）培養(yǎng)，一段時(shí)間后形成微生物菌落。

菌落觀察與記錄：觀察培養(yǎng)皿上菌落形態(tài)、顏色、大小等特征并記錄，以便后續(xù)篩選分析。

/菌落挑選（PIXL 高精度菌落挑選工作站）

設(shè)備設(shè)置：根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求在菌落挑選儀上設(shè)置挑選參數(shù)（菌落大小、形狀、顏色、臨近度等）。

挑選操作：將培養(yǎng)皿放于工作臺(tái)，挑選儀自動(dòng)識(shí)別符合參數(shù)的菌落，用無(wú)菌挑頭挑取。

轉(zhuǎn)移與保存：將菌落轉(zhuǎn)移到目標(biāo)孔板或試管，編號(hào)標(biāo)記，便于后續(xù)識(shí)別分析。

/高通量篩選（ROTOR + 菌落高通量篩選工作站）

篩選模型建立：依實(shí)驗(yàn)?zāi)康臉?gòu)建高通量篩選模型，如藥物敏感性、代謝產(chǎn)物篩選模型等。

樣本處理：處理挑選出的微生物樣本，制成菌懸液、提取代謝產(chǎn)物等，用于高通量篩選。

篩選操作：將處理后的樣本和藥物或其他篩選試劑加入微孔板，工作站自動(dòng)點(diǎn)樣、混合、培養(yǎng)、檢測(cè)。

數(shù)據(jù)采集與分析：實(shí)時(shí)采集微生物生長(zhǎng)、代謝產(chǎn)物變化等數(shù)據(jù)，用軟件分析篩選出特定特性的微生物菌株。

/單細(xì)胞分選（B.sight 單細(xì)胞分選系統(tǒng)）

樣本制備：將高通量篩選后的微生物樣本稀釋成單細(xì)胞懸液。設(shè)備設(shè)置：按實(shí)驗(yàn)需求在單細(xì)胞分選系統(tǒng)上設(shè)置分選參數(shù)（細(xì)胞大小、形態(tài)、熒光標(biāo)記等）。分選操作：將單細(xì)胞懸液加入樣品池，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別并分選單個(gè)微生物細(xì)胞。

單細(xì)胞培養(yǎng)與分析：將分選細(xì)胞轉(zhuǎn)移到單獨(dú)培養(yǎng)體系培養(yǎng)，分析其生長(zhǎng)、代謝產(chǎn)物、基因表達(dá)等，研究與藥物的相互作用。

/結(jié)果驗(yàn)證與分析藥物敏感性驗(yàn)證：用傳統(tǒng)藥敏試驗(yàn)方法（紙片擴(kuò)散法、微量肉湯稀釋法等）驗(yàn)證篩選菌株對(duì)不同藥物的敏感性。數(shù)據(jù)分析與解釋：綜合分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（菌落特征、高通量篩選結(jié)果、單細(xì)胞分析結(jié)果等），結(jié)合理論知識(shí)解釋結(jié)果，探討藥物與微生物相互作用機(jī)制。

上述實(shí)驗(yàn)流程及先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用，能夠更深入地探索藥物微生物組學(xué)的奧秘，為藥物研發(fā)和臨床治療提供重要的依據(jù)和策略，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究的逐步深入，藥物微生物組學(xué)必將在未來(lái)的醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮愈發(fā)關(guān)鍵的作用，為人類健康帶來(lái)更多福祉。