Índice de diversidade do microbioma: guia prático
O índice de diversidade do microbioma é uma medida calculada a partir de uma amostra, geralmente de fezes, que descreve a variedade de microrganismos detetados e a forma como estão distribuídos. Não existe um valor universal que defina um microbioma saudável: o resultado depende da métrica usada, do método laboratorial, da profundidade de sequenciação e da população de referência. Neste guia, explicamos de forma prática a diversidade alfa e beta, o índice de Shannon e a melhor forma de ler um resultado comercial sem o transformar num diagnóstico.
O que mede a diversidade do microbioma?
A diversidade microbiana tem pelo menos duas dimensões principais:
- Riqueza: o número de grupos microbianos detetados numa amostra. Em muitos relatórios, estes grupos podem ser espécies estimadas, unidades taxonómicas ou variantes de sequência, dependendo da tecnologia utilizada.
- Equitabilidade: o grau de equilíbrio entre as abundâncias relativas desses grupos. Se poucos microrganismos dominarem a amostra, a equitabilidade será menor.
Uma única pontuação combina, ou representa, parte desta informação. Por isso, o valor só é interpretável quando se sabe qual foi a métrica usada e como o laboratório processou os dados.
Porque é que a diversidade intestinal é relevante?
O intestino é um ecossistema dinâmico influenciado pela alimentação, idade, local de residência, trânsito intestinal, medicamentos e outros fatores. Uma comunidade mais variada pode estar associada a maior variedade de funções microbianas, mas a diversidade, por si só, não confirma o estado de saúde nem identifica uma causa de sintomas.
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Uma diversidade reduzida é observada em alguns estudos sobre determinadas doenças, mas estas associações não são iguais para todas as pessoas nem provam que uma alteração de diversidade causou a doença. Também é possível encontrar valores mais elevados em contextos que não são necessariamente benéficos. A composição dos microrganismos, as suas funções, os sintomas e o historial clínico devem ser considerados em conjunto.
Diversidade e disbiose são a mesma coisa?
Não. Disbiose é um termo abrangente para descrever uma alteração na composição ou no funcionamento da comunidade microbiana em determinado contexto. Uma pontuação de diversidade não consegue, sozinha, confirmar disbiose. Duas amostras podem ter uma diversidade semelhante, mas comunidades e capacidades funcionais diferentes.
Diversidade alfa e diversidade beta: qual é a diferença?
A diferença pode ser resumida assim:
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- Diversidade alfa: mede a diversidade dentro de uma única amostra. Responde à pergunta: quantos grupos microbianos foram detetados e quão equilibradas são as suas abundâncias no meu intestino?
- Diversidade beta: compara a composição de duas ou mais amostras. Responde à pergunta: quão semelhantes ou diferentes são estas comunidades microbianas?
Uma analogia simples: a diversidade alfa descreve a variedade de livros na sua própria biblioteca; a diversidade beta compara essa biblioteca com a de outra pessoa. A primeira é uma medida dentro da amostra e a segunda é uma medida de diferença entre amostras.
Como se calcula a diversidade alfa?
O cálculo começa com a identificação dos sinais microbianos numa amostra através de técnicas como a sequenciação do gene 16S rRNA ou a metagenómica. Depois, o laboratório constrói uma tabela com os grupos detetados e as respetivas abundâncias relativas. Por fim, aplica uma métrica estatística.
Algumas métricas contam sobretudo o número de grupos; outras também ponderam a distribuição. De forma simplificada, o cálculo pode envolver:
- identificar os grupos microbianos detetados;
- estimar a abundância de cada grupo;
- corrigir ou normalizar diferenças na quantidade de sequências obtidas;
- aplicar um índice, como Shannon, ou uma medida filogenética;
- comparar o resultado com uma referência, se o relatório fornecer essa informação.
Não é possível comparar diretamente duas pontuações se forem provenientes de métricas, tecnologias ou métodos de normalização diferentes.
Métricas de diversidade alfa mais comuns
| Métrica | O que mede | Como interpretar com prudência |
|---|---|---|
| Elementos observados | Conta os grupos microbianos detetados, funcionando sobretudo como medida de riqueza. | Um número maior pode refletir maior riqueza, mas é sensível à profundidade e à qualidade da sequenciação. |
| Índice de Shannon | Combina riqueza e equitabilidade, dando atenção à distribuição das abundâncias. | Um valor maior indica, em geral, mais riqueza e uma distribuição mais equilibrada na amostra analisada; não tem um limite universal de saúde. |
| Diversidade filogenética de Faith | Considera as distâncias evolutivas entre os grupos detetados. | Um valor maior representa maior extensão da árvore evolutiva observada, não necessariamente maior número de espécies. |
| Equitabilidade de Pielou | Avalia quão uniformemente as abundâncias estão distribuídas. | Costuma variar entre 0 e 1; valores mais próximos de 1 indicam uma distribuição mais uniforme. |
O que significa o índice de Shannon?
O índice de Shannon é uma medida de diversidade alfa que combina riqueza e equitabilidade. Se muitos grupos estiverem presentes e nenhum dominar claramente, o índice tende a ser maior. Se poucos grupos dominarem, tende a ser menor, mesmo que tenham sido detetados outros grupos em pequenas quantidades.
Não há um valor de Shannon que seja normal para todas as pessoas. A idade, alimentação, geografia, método de análise e características da amostra podem influenciar o resultado. É mais útil comparar resultados obtidos pelo mesmo laboratório e pelo mesmo método ao longo do tempo, sem ignorar sintomas ou alterações importantes no estado de saúde.
O que é a diversidade beta em termos simples?
A diversidade beta é uma medida de distância ou dissimilaridade entre comunidades microbianas. Por exemplo, pode comparar a sua amostra com a de outro momento, com um grupo de referência ou com várias pessoas num estudo. Um valor de distância baixo costuma significar comunidades mais semelhantes; um valor alto indica maior diferença. A escala e o significado exato dependem da métrica utilizada.
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- Dissimilaridade de Bray-Curtis: compara as abundâncias dos grupos partilhados entre amostras.
- Distância UniFrac: inclui a relação evolutiva entre os grupos microbianos e pode ser ponderada ou não pelas abundâncias.
Na investigação, os resultados podem ser apresentados num gráfico de análise de coordenadas principais, ou PCoA. Cada ponto representa uma amostra e pontos próximos indicam maior semelhança segundo a distância escolhida. Um gráfico destes é útil para explorar padrões num grupo, mas não deve ser usado isoladamente para classificar a saúde de uma pessoa.
Como a sequenciação e a normalização afetam a pontuação?
Uma amostra com mais leituras de sequenciação pode revelar grupos raros que não seriam detetados com menos leituras. Assim, a riqueza observada e alguns índices podem aumentar por causa do esforço de sequenciação, e não por uma diferença biológica real.
Para tornar as comparações mais justas, os investigadores podem aplicar métodos de normalização, incluindo a rarefação, que seleciona aleatoriamente um número semelhante de leituras por amostra. Existem também outras abordagens estatísticas. Cada método tem vantagens e limitações, e não existe uma forma simples de converter todos os resultados entre laboratórios.
Ao analisar um relatório, procure saber:
- qual foi a tecnologia usada, como 16S rRNA ou metagenómica;
- qual foi a métrica apresentada;
- como foram tratadas as leituras e os grupos raros;
- se houve rarefação ou outra normalização;
- qual é a população de referência e se é comparável consigo.
Como interpretar um resultado de um teste comercial?
Os testes comerciais podem apresentar um índice absoluto, um gráfico ou um percentil. Um percentil indica a posição do seu resultado relativamente à base de dados desse serviço; não indica a probabilidade de ter ou não uma doença.
Tenha em conta estas limitações:
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- A referência pode não representar toda a população: idade, alimentação, geografia e outros fatores podem estar distribuídos de forma diferente na base de dados.
- Os percentis são relativos: um resultado elevado ou baixo depende do grupo usado para comparação.
- Os métodos variam: dois laboratórios podem identificar grupos diferentes ou calcular o mesmo índice de forma diferente.
- Uma pontuação não substitui avaliação clínica: não confirma uma doença, não explica necessariamente sintomas e não deve orientar alterações importantes ao tratamento sem aconselhamento profissional.
Se repetir o teste, tente usar o mesmo laboratório e, tanto quanto possível, condições semelhantes. Registe alterações relevantes na alimentação, medicamentos e saúde, mas evite tirar conclusões a partir de uma única medição.
É melhor ter uma diversidade mais elevada?
Não necessariamente. Uma diversidade mais elevada pode ser compatível com uma comunidade mais variada, mas não é uma meta universal nem um indicador independente de saúde. A identidade dos microrganismos, a sua abundância, as funções que podem desempenhar e o contexto clínico também importam.
Do mesmo modo, uma pontuação mais baixa não significa automaticamente que exista um problema. A variabilidade individual é normal e os resultados de microbioma ainda têm limitações de interpretação em contexto clínico. Consulte um profissional de saúde se tiver sintomas persistentes, intensos, agravados ou preocupantes.
Há formas gerais de apoiar a diversidade intestinal?
Não é necessário perseguir uma pontuação específica. Para a população em geral, alguns hábitos podem apoiar uma alimentação variada e a saúde digestiva, embora a resposta individual possa ser diferente:
- inclua regularmente uma variedade de legumes, fruta, leguminosas, cereais integrais, frutos secos, sementes e ervas, aumentando a fibra gradualmente conforme a tolerância;
- varie as fontes de fibra em vez de depender de um único alimento;
- considere alimentos fermentados, como iogurte natural ou kefir, se forem bem tolerados e adequados à sua alimentação;
- evite usar antibióticos sem prescrição e siga sempre as indicações do profissional que os receitou;
- tenha cuidado com dietas muito restritivas e procure orientação de um nutricionista ou médico quando forem necessárias por motivos clínicos;
- observe a sua tolerância individual e não faça mudanças radicais apenas para alterar um resultado laboratorial.
Estas medidas não garantem um aumento da pontuação nem tratam doenças. Se tiver uma condição digestiva diagnosticada, estiver grávida, tomar medicação ou tiver sintomas relevantes, peça aconselhamento personalizado antes de fazer alterações significativas.
Perguntas frequentes
Como se calcula a diversidade alfa?
Calcula-se a partir dos grupos microbianos identificados numa única amostra e das suas abundâncias. O laboratório aplica uma métrica, como elementos observados, Shannon ou Faith, depois de processar e normalizar os dados de sequenciação.
Qual é a diferença entre diversidade alfa e beta?
A diversidade alfa mede a variedade dentro de uma amostra. A diversidade beta mede a diferença entre duas ou mais comunidades microbianas.
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É uma forma de dizer quão parecidos ou diferentes são dois microbiomas. Pode ser usada para comparar duas amostras da mesma pessoa, ou amostras de pessoas diferentes.
O que mede a diversidade alfa nos estudos do microbioma?
Mede a diversidade dentro de uma amostra, normalmente através de uma combinação de riqueza e equitabilidade. A métrica escolhida determina exatamente que aspeto é valorizado.
Existe uma pontuação normal de diversidade do microbioma?
Não existe uma pontuação normal universal. O intervalo depende da métrica, da população, da tecnologia e do método de análise. Um percentil comercial só é válido dentro da referência desse serviço.
O índice de Shannon indica se o intestino é saudável?
Não por si só. O índice fornece informação sobre riqueza e equitabilidade, mas não diagnostica doença nem descreve todas as funções da comunidade microbiana.
Posso comparar resultados de dois laboratórios?
Em geral, essa comparação deve ser feita com cautela. Diferenças na amostra, tecnologia, base de dados, métrica e normalização podem alterar o resultado, mesmo que os números pareçam semelhantes.
Principais conclusões
- O índice de diversidade do microbioma descreve a variedade e a distribuição dos microrganismos detetados numa amostra.
- A diversidade alfa é medida dentro de uma amostra; a diversidade beta compara comunidades entre amostras.
- Shannon, elementos observados, Faith e Pielou avaliam dimensões diferentes da diversidade.
- Um valor elevado não é automaticamente melhor e um valor baixo não é, por si só, um diagnóstico.
- Sequenciação, normalização e população de referência influenciam o resultado.
- Uma alimentação variada e hábitos sustentáveis podem apoiar a saúde intestinal, mas não garantem uma determinada pontuação.
Um resultado de microbioma pode ser útil como informação educativa ou como ponto de comparação dentro do mesmo método, mas deve ser interpretado com expectativas realistas. Não tente tratar sintomas ou alterar medicação com base apenas numa pontuação. Para dúvidas clínicas, fale com um profissional de saúde qualificado.
Saiba mais sobre o teste ao microbioma e sobre o tipo de informação que um relatório pode apresentar.