宏基因組測序的挑戰(zhàn)：背景干擾，病原樣本深藏在大量宿主和其它微生物之內(nèi)，臨床病原常為起始量低，背景噪音大的復(fù)雜樣本，大量宿主信號掩蓋了微量病原信號，致使敏感性偏低，難以有效區(qū)分。另外，因為RNA病毒需先轉(zhuǎn)化為互補(bǔ)DNA(cDNA)再進(jìn)行測序，因此病原宏基因組測序技術(shù)對RNA病原體檢出率比DNA病毒更低?？梢钥紤]對核酸樣本進(jìn)行特殊的處理，對病毒序列進(jìn)行特異性富集，再進(jìn)行建庫測序。質(zhì)量控制：病原宏基因組測序技術(shù)涉及一系列繁瑣的實驗操作過程，例如文庫構(gòu)建涉及到基因組打斷，測序接頭鏈接，全基因組擴(kuò)增等多個步驟，每一步驟的目標(biāo)是要每個分子都以相同的效率執(zhí)行每個步驟，打斷有損失，連接有差別，擴(kuò)增有偏好，都會帶來檢測誤差。所謂宏基因組學(xué)就是一種以環(huán)境樣品中的微生物群體基因組為研究對象。武漢土壤微生物多樣性分析檢測
病毒宏基因組學(xué)的研究過程包括以下幾個步驟：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(xì)胞和遺傳物質(zhì)的干擾。富集微生物及去除非目的性的細(xì)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(kuò)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。鄭州水體微生物測序分析診斷病毒宏基因組測序需要客戶配合完成合格的取樣步驟和樣本前處理步驟。
基因測序技術(shù)：基因測序技術(shù)在此次病情中起到了至關(guān)重要的作用，我國科研單位在一個月之內(nèi)迅速發(fā)現(xiàn)了正確的致病病毒并完成測序，得到了WHO的贊許。我國科學(xué)研究者對病毒序列、變異、核酸檢測手段的分享也為全世界應(yīng)對COVID-19病情帶來了極有力的支持。在病毒檢測過程中，一種測序技術(shù)獲得了市場的普遍關(guān)注，這個技術(shù)就是宏基因組測序（mNGS）技術(shù)。宏基因組學(xué)（Metagenomics），是以特定環(huán)境樣品中整個微生物群落基因組作為研究對象，無需分離培養(yǎng)，直接提取環(huán)境樣本的DNA進(jìn)行高通量測序。對于臨床而言，mNGS可以準(zhǔn)確的分析患者樣本全部微生物，這一點對于傳染性疾病的病原體研究具有極高的應(yīng)用價值。
宏病毒組學(xué)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。2002年，Breitbart等(BreitbartM,etal,2002)將宏基因組學(xué)方法應(yīng)用于海洋病毒群落的研究，發(fā)現(xiàn)噬菌體為海水中主要病毒組，這一研究標(biāo)志著宏病毒組學(xué)正式應(yīng)用于科學(xué)研究。簡而言之，宏病毒組學(xué)就是應(yīng)用特殊方法把特定環(huán)境中所有病毒與其他微生物分開，然后提取的病毒核酸，用高通量技術(shù)進(jìn)行病毒核酸測序，依托現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相應(yīng)的比對工作，并運用軟件分析處理后得到研究樣品中病毒群落的組成信息。DNA宏基因組測序的病原檢出率均高于培養(yǎng)等傳統(tǒng)方法，表現(xiàn)出好的診斷性能。
宏病毒組分析的常用軟件：介紹之前首先我們來看一下宏病毒組的基本分析流程。這里需要說明的是基于病毒顆粒分離技術(shù)及NGS測序平臺的宏病毒組學(xué)研究還處于起步階段，分析功能模塊新的思路和技術(shù)層出不窮，但另一個層面，宏病毒組是宏基因組的一個分支，基本大的分析思路方面與宏基因組還是有著不小的相似之處。歸納一下，宏病毒組主要包括一下幾個方面的分析內(nèi)容：病毒群落結(jié)構(gòu)組成分析；病毒群落功能分析；病毒（特別是噬菌體）宿主預(yù)測；病毒與群落中細(xì)菌、古菌等其他微生物之間的互作網(wǎng)絡(luò)；基于非數(shù)據(jù)庫比對的新病毒序列的挖掘。在探普生物進(jìn)行病毒宏基因組測序的流程簡單。四川宏基因組測序分析公司
宏基因組測序擺脫了傳統(tǒng)研究中微生物分離培養(yǎng)的技術(shù)限制。武漢土壤微生物多樣性分析檢測
病毒宏基因組測序的研究案例：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(biāo)，F(xiàn)VT引起的腸道菌群變化介導(dǎo)了這些保護(hù)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。武漢土壤微生物多樣性分析檢測
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