江苏宏基因组分析原理

病毒宏基因组：宏基因组学或元基因组（metagenomics），其定义为“Thecollectivegenomesofsoilmicroflora”。该学科可追溯到第1次提出环境基因组学的概念，在对太平洋浮游生物进行系统分类时构建了第1个噬菌体文库，并发现了15种全新的细菌序列。宏基因组学概念是“土壤中所有微生物基因组的总和”命名为土壤宏基因组，系统给出了宏基因组的概念，提出针对特定环境样品中遗传物质总和进行非培养研究。对宏基因组进一步概括为“应用现代的分子生物学技术直接从环境中获取的目的微生物群落基因组，叫宏基因组”。宏基因组测序以特定环境中的整个微生物群落作为研究的对象，不需对微生物进行分离培养.江苏宏基因组分析原理

宏基因组测序的挑战：背景干扰，病原样本深藏在大量宿主和其它微生物之内，临床病原常为起始量低，背景噪音大的复杂样本，大量宿主信号掩盖了微量病原信号，致使敏感性偏低，难以有效区分。另外，因为RNA病毒需先转化为互补DNA(cDNA)再进行测序，因此病原宏基因组测序技术对RNA病原体检出率比DNA病毒更低。可以考虑对核酸样本进行特殊的处理，对病毒序列进行特异性富集，再进行建库测序。质量控制：病原宏基因组测序技术涉及一系列繁琐的实验操作过程，例如文库构建涉及到基因组打断，测序接头链接，全基因组扩增等多个步骤，每一步骤的目标是要每个分子都以相同的效率执行每个步骤，打断有损失，连接有差别，扩增有偏好，都会带来检测误差。江苏宏基因组分析原理微生物鉴定的传统鉴定方法虽然仍被普遍使用。

介绍宏病毒组分析的常用软件之前，首先我们来看一下宏病毒组的基本分析流程。这里需要说明的是基于病毒颗粒分离技术及NGS测序平台的宏病毒组学研究还处于起步阶段，分析功能模块新的思路和技术层出不穷，但另一个层面，宏病毒组是宏基因组的一个分支，基本大的分析思路方面与宏基因组还是有着不小的相似之处。归纳一下，宏病毒组主要包括一下几个方面的分析内容：病毒群落结构组成分析；病毒群落功能分析；病毒（特别是噬菌体）宿主预测；病毒与群落中细菌、古菌等其他微生物之间的互作网络；基于非数据库比对的新病毒序列的挖掘。

在传统的诊断检测中对病原体的诊断检测是通过体外培养的方式进行，但是不同微生物的培养条件不一样；不同的微生物的培养技术要求也不一样；同时，体外培养受时间、空间和培养技术人员的限制。宏基因组分析技术是一种的病源体诊断检测技术，可以在不通过任何培养过程的条件下，通过基因序列的比对，发现和鉴别罕见病源体引起的疾病，从而针对性地使用药物，使病源微生物传染所形成的疾病的准确、高效。元基因组（宏基因组）学研究不要求对每个微生物进行分离、纯化和培养，而是直接从样品中提取基因组DNA后进行测序分析。通过元基因组测序，能够揭示微生物群落多样性、种群结构、进化关系、功能活性及环境之间的相互协作关系，极大地扩展了微生物学的研究范围。高通量测序技术对核酸进行测序是非特异的，因此，对一无所知的核酸也可以实现鉴别.

病毒宏基因组学是在宏基因组学理论的基础上，结合现有的病毒分子生物学检测技术而兴起的一个新的学科分支，是某类样本中所有病毒(virus)或病毒类似物(virus-like-particle)及其所携带遗传信息的总称。宏病毒组直接以环境中所有病毒的遗传物质为研究对象，能够快速准确的鉴定出环境中所有的病毒组成，在病毒发现、病毒溯源、微生物预警等研究方面具有重要作用。宏病毒研究可应用于人或动物肠道或者血液样本、海洋、土壤等的研究，用以挖掘潜在的对人类和环境的危害。对人和动物具有致病性的微生物称为病原微生物，又称病原体。广州肠道微生物测序分析诊断

病原微生物二代测序也称宏基因组测序（mNGS）是目前临床上针对病原常用的基因测序方法。江苏宏基因组分析原理

状病毒的发现，病原宏基因组测序功不可没。对一种新病毒进行鉴定和检测，其中非常关键的步骤就是获得病毒的全基因组信息。在此次病情监测和防控中，病原宏基因组测序发挥了至关重要的作用，利用其技术优势，研究人员在五天内就鉴定并分析出冠状病毒的基因组，而2003年SARS的鉴定耗时5月余、2013年H7N9的鉴定耗时1月余。冠状病毒2019-nCoV为线性单链RNA（ssRNA）病毒，基因组全长包含29903个核苷酸，10个基因。病毒基因组序列为进一步分析其传染机理，传播途径，药物靶点等提供了有利的支持。江苏宏基因组分析原理