病毒宏基因組學(xué)的研究過程主要包括以下3個步驟:樣品的處理、病毒宏基因組學(xué)文庫構(gòu)建和數(shù)據(jù)分析與處理。樣品的制備較關(guān)鍵的是樣品的處理、遺傳物質(zhì)的分離和富集。樣品的制備關(guān)鍵應(yīng)做到提取能夠表示該環(huán)境的高純度樣本,并除去非病毒核酸細胞和遺傳物質(zhì)的干擾。富集微生物及去除非目的性的細胞和遺傳物質(zhì)是分離高質(zhì)量的遺傳物質(zhì)的前提,提取高純度的表示特定環(huán)境中的遺傳物質(zhì)是宏基因組學(xué)研究過程中的難題。正切流過濾系統(tǒng)、差異過濾、梯度離心、空心纖維過濾、DNA酶和RNA酶處理、序列非依賴的單引物擴增(Sequence-independentsingleprimeramplification,SISPA)等技術(shù)可用于樣品的制備,而SYBR金染色法可用于實時監(jiān)測處理樣品中病毒顆粒的數(shù)量??梢酝ㄟ^控制微生物的生長環(huán)境來判斷微生物的種屬類型。河北口腔微生物多樣性分析服務(wù)公司
在未知傳染病的病原體檢測方面,傳統(tǒng)的體液培養(yǎng)等檢測方式整體效率、陽性率低下,PCR檢測也局限于已知的病原微生物基因序列,能夠準確分析病原體并能夠高通量測序的mNGS具有強大的優(yōu)勢。mNGS的這兩大優(yōu)勢也令其在這次的病毒檢測中發(fā)揮出色。宏基因組測序在一年多的時間里也受到了資本市場的普遍關(guān)注,發(fā)生之后,全球宏基因組測序市場又有多家公司在本季度獲得投資。全自動設(shè)備處理標本,該設(shè)備可以從血漿中分離微生物無細胞核酸(mcfDNA),使用特有工藝去除不必要的人類DNA,然后對樣本進行測序,并使用機器學(xué)習(xí)等手段對數(shù)十種實時數(shù)百萬個數(shù)據(jù)點來識別匹配項。這種核酸是病原微生物在血液中留下的「痕跡」,通過對這些痕跡進行測序,便可以分析出傳染的病原情況。該技術(shù)可以識別和量化1250種臨床相關(guān)的病原菌,包括細菌、寄生蟲等。河北口腔微生物多樣性分析服務(wù)公司病毒宏基因組學(xué)已經(jīng)涉及到農(nóng)業(yè)、工業(yè)及畜牧業(yè)等各個領(lǐng)域。
病毒宏基因組測序研究案例:噬菌體是糞便病毒組的主要成員,糞便病毒組移植(FVT)或能有效的調(diào)節(jié)腸道菌群。在該項概念驗證試驗中發(fā)現(xiàn),接受瘦小鼠的糞便病毒組移植后,飼喂高脂食物的小鼠體重增長變慢,同時還能保持正常的血糖指標,F(xiàn)VT引起的腸道菌群變化介導(dǎo)了這些保護性功能代謝作用。這項研究表明,F(xiàn)VT療法或能用來改善肥胖和糖尿病等腸道菌群相關(guān)代謝類疾病。對噬菌體不造成損傷,大程度保證了病毒活性,適用于下游FVT研究。宏病毒組學(xué)(ViralMetagenomics)是宏基因組學(xué)的一個分支,但與傳統(tǒng)的宏基因組學(xué)概念不同,它是在宏基因組學(xué)概念的基礎(chǔ)上,結(jié)合病毒自身的特點,將宏基因組學(xué)方法應(yīng)用到病毒學(xué)領(lǐng)域而形成的。
病原宏基因組測序(mNGS)可與實時熒光定量PCR(RT-PCR)技術(shù)聯(lián)合使用,實現(xiàn)優(yōu)勢互補?!癛T-PCR由于其檢測速度快、操作流程簡單、成本較低的原因,更適用于大規(guī)模的篩查中,以便快速獲得是否為核酸陽性的初步證據(jù),而對于RT-PCR檢測陰性、但臨床表型高度疑似的患者,利用mNGS進一步確認可有效提高檢測結(jié)果的可靠性,并獲得是否有其他病原體傳染的信息?!睂τ赗T-PCR檢測陽性的樣本,也可以進一步利用mNGS進行病毒全序列的分析,從而幫助獲得病毒是否發(fā)生變異的信息,為疫苗、藥物研發(fā)等方面提供可靠證據(jù)。對樣本進行宏病毒組測序于臨床,能輔助臨床醫(yī)生進行微生物侵染類疾病診斷并在一定程度提供用藥指導(dǎo)。
近年來,隨著測序技術(shù)的發(fā)展,對微生物群(微生物組)的研究逐漸加深,研究熱點越來越多集中于環(huán)境和生物體相互作用的微生物群。加之測序成本降低,分析技術(shù)不斷提升,都使得宏基因組測序技術(shù)得到普遍應(yīng)用。為什么要做宏基因組:宏基因組相對16S來說其物種分辨率會更高,隨著物種測序完成越來越多,數(shù)據(jù)庫更加完善,在腸道菌群方面基本能實現(xiàn)97%以上的菌都能鑒定到種,90%以上到菌株層面。而且可以同時獲得除RNA病毒外的所有物種的分布。此外包括菌基因組CNV等方法的出現(xiàn),可以直接通過大規(guī)模宏基因組測序不僅找到可能的菌,進一步還能鑒定出特定候選基因區(qū)段。除了利用病毒的致病性定量檢測病毒外,還可應(yīng)用物理方法。山東病原微生物多樣性測序找哪家
在探普生物進行病毒基因組測序的流程是怎么樣的?河北口腔微生物多樣性分析服務(wù)公司
病毒宏基因組測序可直接對樣本中的核酸進行高通量測序,鑒定樣本中可能存在的病原菌,輔助臨床決策。覆蓋細菌、病毒、寄生蟲、衣原體、立克次氏體、螺旋體等13396種微生物;同時進行耐藥基因檢測,涵蓋266種耐藥菌,2984種抗性基因。宏基因組測序在新發(fā)腹瀉病毒鑒定中的應(yīng)用:發(fā)現(xiàn)和鑒定新病毒以及確定新病毒與疾病的關(guān)系是預(yù)防、診斷和新發(fā)病毒性傳染病的首要任務(wù)。高通量測序技術(shù)突破了傳統(tǒng)技術(shù)方法的局限,可以直接以標本中所有的遺傳物質(zhì)為研究對象,從而能夠快速地鑒定出標本中存在的病毒,形成了一門研究特定環(huán)境中病毒群落的新興學(xué)科:病毒宏基因組學(xué)(宏病毒組)。河北口腔微生物多樣性分析服務(wù)公司