宏基因组测序的挑战:背景干扰:病原样本深藏在大量宿主和其它微生物之内,临床病原常为起始量低,背景噪音大的复杂样本,大量宿主信号掩盖了微量病原信号,致使敏感性偏低,难以有效区分。另外,因为RNA病毒需先转化为互补DNA(cDNA)再进行测序,因此病原宏基因组测序技术对RNA病原体检出率比DNA病毒更低。可以考虑对核酸样本进行特殊的处理,对病毒序列进行特异性富集,再进行建库测序。质量控制:病原宏基因组测序技术涉及一系列繁琐的实验操作过程,例如文库构建涉及到基因组打断,测序接头链接,全基因组扩增等多个步骤,每一步骤的目标是要每个分子都以相同的效率执行每个步骤,打断有损失,连接有差别,扩增有偏好,都会带来检测误差。病毒是一种非细胞生命形态,它由一个核酸长链和蛋白质外壳构成。重庆宏基因学测序原理
宏病毒组学(ViralMetagenomics)是宏基因组学的一个分支,但与传统的宏基因组学概念不同,它是在宏基因组学概念的基础上,结合病毒自身的特点,将宏基因组学方法应用到病毒学领域而形成的。2002年,Breitbart等(BreitbartM,etal,2002)将宏基因组学方法应用于海洋病毒群落的研究,发现噬菌体为海水中主要病毒组,这一研究标志着宏病毒组学正式应用于科学研究。简而言之,宏病毒组学就是应用特殊方法把特定环境中所有病毒与其他微生物分开,然后提取的病毒核酸,用高通量技术进行病毒核酸测序,依托现有数据库进行相应的比对工作,并运用软件分析处理后得到研究样品中病毒群落的组成信息。口腔微生物多样性测序多少钱病毒全基因组测序产品特点:不预设目标检出物,样本的所有病原信息一网打尽。
DNA宏基因组测序的病原检出率均高于培养等传统方法,表现出良好的诊断性能。DNA宏基因组测序已被用于诊断各种临床传染性疾病,例如血液传染,肺和肺外结核(TB),侵袭性传染,寄生虫传染,传染性心内膜炎,复杂性肺炎,尿路传染和实体移植后的继发传染等,为临床传染性疾病的诊断和提供了新的前景。尽管一项多中心的回顾性研究表明,目前使用mcfDNA宏基因组测序作为诊断常见传染疾病的工具的优势并不明显,但它可以提供比传统方法更快、更早的诊断结果,以及在的升级/降级方面具有重要意义。
介绍宏病毒组分析的常用软件之前,首先我们来看一下宏病毒组的基本分析流程。这里需要说明的是基于病毒颗粒分离技术及NGS测序平台的宏病毒组学研究还处于起步阶段,分析功能模块新的思路和技术层出不穷,但另一个层面,宏病毒组是宏基因组的一个分支,基本大的分析思路方面与宏基因组还是有着不小的相似之处。归纳一下,宏病毒组主要包括一下几个方面的分析内容:病毒群落结构组成分析;病毒群落功能分析;病毒(特别是噬菌体)宿主预测;病毒与群落中细菌、古菌等其他微生物之间的互作网络;基于非数据库比对的新病毒序列的挖掘。微生物鉴定的用途:医疗保健:准确、快速地鉴定细菌和寄生虫,以进行正确和及时的疾病诊断。
病毒宏基因组测序研究案例:噬菌体是粪便病毒组的主要成员,粪便病毒组移植(FVT)或能有效的调节肠道菌群。在该项概念验证试验中发现,接受瘦小鼠的粪便病毒组移植后,饲喂高脂食物的小鼠体重增长变慢,同时还能保持正常的血糖指标,FVT引起的肠道菌群变化介导了这些保护性功能代谢作用。这项研究表明,FVT疗法或能用来改善肥胖和糖尿病等肠道菌群相关代谢类疾病。对噬菌体不造成损伤,大程度保证了病毒活性,适用于下游FVT研究。宏病毒组学(ViralMetagenomics)是宏基因组学的一个分支,但与传统的宏基因组学概念不同,它是在宏基因组学概念的基础上,结合病毒自身的特点,将宏基因组学方法应用到病毒学领域而形成的。未知病毒是指未被发现或证实的某种病毒。河南宏基因组分析诊断
传统Sanger测序相比,NGS技术的发展使得一个小的研究小组可以拥有大量病毒株的全基因组序列。重庆宏基因学测序原理
基因测序技术在此次中起到了至关重要的作用,我国科研单位在一个月之内迅速发现了正确的致病病毒并完成测序,得到了WHO的赞许。我国科学研究者对病毒序列、变异、核酸检测手段的分享也为全世界应对COVID-19带来了极有力的支持。在病毒检测过程中,一种测序技术获得了市场的普遍关注,这个技术就是宏基因组测序(mNGS)技术。宏基因组学(Metagenomics),是以特定环境样品中整个微生物群落基因组作为研究对象,无需分离培养,直接提取环境样本的DNA进行高通量测序。对于临床而言,mNGS可以准确的分析患者样本全部微生物,这一点对于传染性疾病的病原体研究具有极高的应用价值。重庆宏基因学测序原理
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