病原宏基因組測序可與實時熒光定量PCR(RT-PCR)技術(shù)聯(lián)合使用,實現(xiàn)優(yōu)勢互補。“RT-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冠狀病毒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(rèn)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)。所謂宏基因組學(xué)是一種以環(huán)境樣品中的微生物群體基因組為研究對象。四川病原微生物多樣性測序
上海探普生物對樣本進行宏病毒組測序?qū)嶒灮诙鷾y序技術(shù)。經(jīng)過核酸純化-文庫構(gòu)建-生物信息學(xué)分析這3大基本流程后,樣本轉(zhuǎn)換成了序列數(shù)據(jù)。先,在核酸純化環(huán)節(jié),探普提供專門針對病毒的核酸純化樣本指南,以提高純度和得率,與此同時探普生物也提供核酸純化服務(wù)。第二,文庫構(gòu)建環(huán)節(jié)。樣本的核酸具備濃度低,總量少的特點。探普生物專門針對這一點開發(fā)了超微量核酸文庫構(gòu)建,可以將0.01ng/μl甚至更低濃度的核酸構(gòu)建成測序文庫。第三,生物信息學(xué)分析環(huán)節(jié)。寄生性質(zhì)的生物下機數(shù)據(jù)一般都伴隨大量的宿主和其他微生物的數(shù)據(jù)。探普生物基于該特點,優(yōu)化了自有數(shù)據(jù)庫,搭載了的生物信息學(xué)分析流程,可處理復(fù)雜背景下的目標(biāo)物種序列。武漢水體微生物多樣性分析檢測對病毒全基因組進行測序,利用生物信息分析手段,得到病毒的全基因組序列.
宏基因組的應(yīng)用:特定生物種基因組研究使人們的認(rèn)識單元實現(xiàn)了從單一基因到聚合基因的轉(zhuǎn)變,宏基因組研究將使人們擺脫物種界限,揭示更高更復(fù)雜層次上的生命運動規(guī)律。在目前的基因結(jié)構(gòu)功能認(rèn)識和基因操作技術(shù)背景下,細菌宏基因組成為研究和開發(fā)的主要對象。細菌宏基因組細菌人工染色體文庫篩選和基因系統(tǒng)學(xué)分析使研究者能更有效地開發(fā)細菌基因資源,更深入地洞察細菌多樣性。如宏基因組成為生物催化劑的新來源。病毒宏基因組測序是指通過高通量測序?qū)φ麄€環(huán)境中的病毒進行研究,以獲得單個樣品的飽和數(shù)據(jù)量,可進行病毒群體的物種分類、復(fù)雜度分析、群體結(jié)構(gòu)分析、功能注釋、樣品間的病毒種類或基因差異分析。宏基因組測序研究擺脫了對病毒分離培養(yǎng)的限制,為環(huán)境中各種病毒的研究提供了有效工具,并可以通過宏基因組深度測序挖掘具有應(yīng)用價值的基因資源。
病毒宏基因組測序:在運用宏基因組測序方法檢測的樣本量位居全球前列,樣本總數(shù)居國內(nèi)第二,其中腦脊液檢測量位列全球前二強。除了傳染病的應(yīng)用場景之外,利用mNGS還可以對菌群進行菌株鑒定分型、耐藥基因與毒力基因的檢測,適用于抗傳染院內(nèi)傳染管理的評估。在越來越多的證據(jù)表明微生物對人體免疫系統(tǒng)能夠產(chǎn)生影響,以及微生物菌群會參與到神經(jīng)退行性疾病、糖尿病等疾病的發(fā)生和發(fā)展當(dāng)中,微生物療法獲得了越來越多的關(guān)注,而mNGS未來也可以為人們深入分析人體菌群微生態(tài)、研究微生物療法提供一種可靠的技術(shù)手段。對病毒全基因組進行測序,利用生物信息分析手段,得到病毒的全基因組序列。
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。微生物鑒定的傳統(tǒng)鑒定方法雖然仍被普遍使用。武漢水體微生物多樣性分析檢測
高通量測序技術(shù)對核酸進行測序是非特異的,因此,對一無所知的核酸也可以實現(xiàn)鑒別。四川病原微生物多樣性測序
優(yōu)化臨床制備病毒宏基因組測序所用樣本的方法:①介紹高通量病毒宏基因組測序的樣本制備步驟,對臨床樣本的總核酸進行隨機擴增;②檢測了從血漿樣本中富集/擴增DNA及RNA病毒的不同方法,一種包括過濾、核酸酶消化、在不同反應(yīng)中隨機擴增DNA及RNA的步驟是較好的;③隨后在包含了不同病毒科的樣本中驗證此方法,可高讀數(shù)地檢測到大多數(shù)病毒序列,且優(yōu)于現(xiàn)行的其它樣本制備方法;④該方法不只適用于血漿樣本,還可用于尿液、咽喉拭子等臨床樣本。四川病原微生物多樣性測序