宏基因?qū)W分析方法

宏基因組有廣義和狹義兩種概念。廣義的概念是指所有可能與人的生活密切相關(guān)的微生物的基因組，包括長(zhǎng)期共生在體內(nèi)的微生物，也包括可以進(jìn)入體內(nèi)，對(duì)人類的生活造成不同形式的影響的微生物。而狹義的宏基因組是指長(zhǎng)期共生在體內(nèi)的微生物。宏基因組測(cè)序分析技術(shù)：?jiǎn)问枪采谌梭w內(nèi)的微生物就有1000多種，特別是胃腸道內(nèi)的微生物為豐富。宏基因組除了這些微生物外，也包括以其他方式偶爾進(jìn)入人體內(nèi)的微生物，這些微生物可能形成病源體，影響我們的健康?，F(xiàn)在科學(xué)家可以分析和發(fā)現(xiàn)引起疾病的異常微生物存在與活動(dòng)，從而保護(hù)人體的健康。病毒宏基因組也是旨在研究微生物群體中的物種分布規(guī)律和差異，通過大數(shù)據(jù)分析微生物群體的功能。宏基因?qū)W分析方法

宏基因組測(cè)序技術(shù)注意事項(xiàng)：傳統(tǒng)微生物檢測(cè)由于時(shí)間長(zhǎng)、陽性率低、檢測(cè)目標(biāo)單一，限制了傳染疾病的診治。宏基因組測(cè)序技術(shù)不依賴于微生物的分離培養(yǎng)，克服了傳統(tǒng)的純培養(yǎng)方法的技術(shù)限制，為研究和開發(fā)利用占微生物種類99%以上的未可培養(yǎng)的微生物提供了一種新的途徑和良好的策略。宏基因組測(cè)序以無需純化培養(yǎng)、能夠快速全方面的展示序列信息的優(yōu)勢(shì)，逐步在臨床上得到了普遍應(yīng)用。病原宏基因組測(cè)序檢測(cè)出病原體并報(bào)告相應(yīng)被檢測(cè)出的序列數(shù)，再依據(jù)大數(shù)據(jù)庫(kù)判定是否為致病病原體。然而不同的測(cè)序平臺(tái)采用不同的數(shù)據(jù)庫(kù)，再由不同的研發(fā)、臨床和檢驗(yàn)**解讀，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)差異。因此仍需將病原宏基因組測(cè)序檢測(cè)數(shù)據(jù)和臨床更好的結(jié)合，從而更準(zhǔn)確鑒定致病病原體。廣東宏基因?qū)W分析公司DNA宏基因組測(cè)序的病原檢出率均高于培養(yǎng)等傳統(tǒng)方法。

病毒宏基因組學(xué)的相關(guān)知識(shí)：病毒是引發(fā)人畜共患病的主要病原體之一，伴隨環(huán)境、生態(tài)和人類行為等各方面因素的變化，新發(fā)人畜共患病也呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)，它們極大地威脅著人類和動(dòng)物的健康和生命，并給畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展以及自然界生態(tài)鏈的平衡帶來危害及災(zāi)難。然而，許多新發(fā)人畜共患病的病原初往往是未知的，如1986年的牛海綿狀腦病、1999年的尼帕病毒、2003年的SARS冠狀病毒、1997至今不斷變異的高致病性禽流感H5和H；7、2009年的甲型H1N1、2010年的布尼亞病毒，它們都經(jīng)歷了一個(gè)從未知到己知的探索過程。為此，及早地發(fā)現(xiàn)，鑒別未知的或新出現(xiàn)的病原，是有效預(yù)防和控制傳染病的先決條件之一。傳統(tǒng)的診斷技術(shù)已不能滿足提前預(yù)警或快速診斷新發(fā)人畜共患病的需求。近年來，病毒宏基因組學(xué)的出現(xiàn)和興起，為人類診斷新發(fā)人畜共患病和探索潛在的病原提供了巨大的幫助。

用二代測(cè)序?qū)颖具M(jìn)行宏病毒組測(cè)序具有的挑戰(zhàn)：二代測(cè)序技術(shù)基本流程是核酸純化-文庫(kù)構(gòu)建-生物信息學(xué)分析。用二代測(cè)序?qū)颖具M(jìn)行宏病毒組測(cè)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(huì)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(kù)構(gòu)建時(shí)，由于病毒基因組核酸存在多種可能，建庫(kù)成本的把控、文庫(kù)保真度、建庫(kù)成功率對(duì)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(kù)，目前國(guó)內(nèi)外的分析水平也是參差不齊。微生物鑒定可以采用不同微生物對(duì)周圍環(huán)境的資源的利用度有所不同的特性來區(qū)別。

宏病毒組學(xué)(ViralMetagenomics)是宏基因組學(xué)的一個(gè)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(diǎn)，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(jiǎn)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(cè)序，依托現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相應(yīng)的比對(duì)工作，并運(yùn)用軟件分析處理后得到研究樣品中病毒群落的組成信息。對(duì)病毒全基因組進(jìn)行測(cè)序，利用生物信息分析手段,得到病毒的全基因組序列。江蘇宏基因組測(cè)序公司

傳統(tǒng)Sanger測(cè)序相比，NGS技術(shù)的發(fā)展使得一個(gè)小的研究小組可以擁有大量病毒株的全基因組序列.宏基因?qū)W分析方法

病原體-宏基因組的測(cè)序:1.開發(fā)了一種經(jīng)過驗(yàn)證的臨床mNGS檢測(cè)方法，用于在許可的微生物實(shí)驗(yàn)室中診斷腦脊髓液（CSF）引起的腦膜炎和腦炎的傳染原因。2.開發(fā)了定制的生物信息學(xué)管道SURPI+，以快速分析mNGS數(shù)據(jù)，生成檢測(cè)到的病原體的自動(dòng)摘要，并提供用于評(píng)估和解釋結(jié)果的圖形用戶界面。3.mNGS提供了一種全方面的方法，通過該方法可以在一次測(cè)定中準(zhǔn)確鑒定幾乎所有潛在病原體-病毒，細(xì)菌，寄生蟲。4.將mNGS測(cè)試遷移到臨床微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室仍然面臨許多挑戰(zhàn)：1、缺乏用于mNGS臨床驗(yàn)證的既定藍(lán)圖；2、難以將病原體從殖民者或污染物中區(qū)分開；3、缺乏專為臨床診斷使用的生物信息學(xué)軟件；4、注重質(zhì)量和全方面性的可獲得的參考數(shù)據(jù)庫(kù)；5、臨床實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)修正案（CLIA）環(huán)境中，患者診斷測(cè)試固有的法規(guī)遵從性要求。宏基因?qū)W分析方法