病毒是地球上數(shù)量多的生物實體，其中細(xì)菌病毒(即噬菌體)約有1031個類群，從海洋到陸地再到人體幾乎都是它們的棲息地。研究者將病毒視為調(diào)節(jié)人類生態(tài)系統(tǒng)的重要成員，人體內(nèi)主要包括真核病毒和噬菌體，包括雙鏈DNA(double-strandedDNA,dsDNA)，單鏈DNA(single-strandedDNA,ssDNA)和RNA病毒。隨著對病毒研究的普遍開展，“病毒組”與“病毒組學(xué)”的概念也應(yīng)運而生，這些術(shù)語分別涵蓋了棲息在生態(tài)系統(tǒng)中的所有病毒及其基因組和對它們的研究(LefkowitzEJ,etal,2017)。根據(jù)病毒不同的特征進(jìn)行分類，包括病毒的宿主范圍；病毒的形態(tài)學(xué)；病毒的基因組大??；病毒的核酸組成成分以及病毒的致病性。雖然所有的性狀在病毒分類學(xué)的確定中都很重要，但目前利用平均核苷酸同源性（ANI）和系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進(jìn)行序列比較被視為定義和區(qū)分病毒群類的主要標(biāo)準(zhǔn)?？焖贆z測方法是指從樣品制備到出具檢測結(jié)果的整個檢測過程能夠在短時間內(nèi)完成的檢測方法。武漢病毒多樣性測序方法
狀病毒的發(fā)現(xiàn)，病原宏基因組測序功不可沒：對一種新病毒進(jìn)行鑒定和檢測，其中非常關(guān)鍵的步驟就是獲得病毒的全基因組信息。在此次監(jiān)測和防控中，病原宏基因組測序發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，利用其技術(shù)優(yōu)勢，研究人員在五天內(nèi)就鑒定并分析出的基因組，而2003年SARS的鑒定耗時5月余、2013年H7N9的鑒定耗時1月余。2019-nCoV為線性單鏈RNA（ssRNA）病毒，基因組全長包含29903個核苷酸，10個基因。病毒基因組序列為進(jìn)一步分析其傳染機理，傳播途徑，藥物靶點等提供了有利的支持。北京病原微生物多樣性測序原理每種病毒都有相應(yīng)的病毒試劑和測定方法。
宏病毒組其實就是病毒的宏基因組（meta-genomics），該技術(shù)是隨著高通量測序技術(shù)的興起而發(fā)展起來的。該技術(shù)主要是使用大量微生物群體樣本的測序數(shù)據(jù)和生物信息學(xué)分析手段，以多種數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，進(jìn)行群體的種類和功能分析。因此，它主要的應(yīng)用場景在于微生物群體研究，如腸道微生物、皮膚微生物、口腔微生物、水體微生物、土壤微生物等。一直以來宏基因組技術(shù)都是在細(xì)菌領(lǐng)域使用，病毒的樣本收集困難、文庫構(gòu)建繁瑣、數(shù)據(jù)庫不完善，因此宏基因組技術(shù)未能獲得普遍應(yīng)用。上海探普生物科技有限公司立志專門解決病毒方向的基因組研究難題，開發(fā)了整套的樣本處理和生信分析流程，基于這套流程，研究者們想對樣本進(jìn)行宏病毒組測序就很容易實現(xiàn)了。
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(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。微生物鑒定的傳統(tǒng)的鑒定方法雖然仍被普遍使用。
介紹宏病毒組分析的常用軟件之前，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。有很多微生物通過傳統(tǒng)技術(shù)是無法鑒別的。山東病毒宏基因組測序服務(wù)
病毒研究的發(fā)展常常與病毒培養(yǎng)和檢測方法的進(jìn)步有密切的關(guān)系。武漢病毒多樣性測序方法
用二代測序?qū)颖具M(jìn)行宏病毒組測序有哪些挑戰(zhàn)？二代測序技術(shù)基本流程是核酸純化-文庫構(gòu)建-生物信息學(xué)分析。用二代測序?qū)颖具M(jìn)行宏病毒組測序，每一步都是很大的挑戰(zhàn)。無論是來自腸道還是水體或者土壤，樣本都會伴隨基因組數(shù)倍于病毒的細(xì)菌和宿主細(xì)胞。為了提高數(shù)據(jù)有效利用率，首先，樣本處理和核酸純化需要有的放矢。文庫構(gòu)建時，由于病毒基因組核酸存在多種可能，建庫成本的把控、文庫保真度、建庫成功率對于生產(chǎn)者和研究者都是極大的挑戰(zhàn)。而生信分析，由于病毒并不像細(xì)菌一樣研究透徹，具備龐大的數(shù)據(jù)庫，目前國內(nèi)外的分析水平也是參差不齊。武漢病毒多樣性測序方法