病毒宏基因组学:是在宏基因组学理论的基础上,结合现有的病毒分子生物学检测技术而兴起的一个新的学科分支,是某类样本中所有病毒(virus)或病毒类似物(virus-like-particle)及其所携带遗传信息的总称。宏病毒组直接以环境中所有病毒的遗传物质为研究对象,能够快速准确的鉴定出环境中所有的病毒组成,在病毒发现、病毒溯源、微生物预警等研究方面具有重要作用。宏病毒研究可应用于人或动物肠道或者血液样本、海洋、土壤等的研究,用以挖掘潜在的对人类和环境的危害。在探普生物进行病毒基因组测序非常简单。宏基因学测序方法
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。北京病原微生物多样性分析服务由于微生物是对无菌性的重大威胁,对环境微生物的准确鉴定通常是制药行业良好的生产实践(GMP)要求。
在未知传染病的病原体检测方面,传统的体液培养等检测方式整体效率、阳性率低下,PCR检测也局限于已知的病原微生物基因序列,能够准确分析病原体并能够高通量测序的mNGS具有强大的优势。mNGS的这两大优势也令其在这次的病毒检测中发挥出色。宏基因组测序在一年多的时间里也受到了资本市场的普遍关注,发生之后,全球宏基因组测序市场又有多家公司在本季度获得投资。全自动设备处理标本,该设备可以从血浆中分离微生物无细胞核酸(mcfDNA),使用特有工艺去除不必要的人类DNA,然后对样本进行测序,并使用机器学习等手段对数十种实时数百万个数据点来识别匹配项。这种核酸是病原微生物在血液中留下的「痕迹」,通过对这些痕迹进行测序,便可以分析出传染的病原情况。该技术可以识别和量化1250种临床相关的病原菌,包括细菌、寄生虫等。
在传统的诊断检测中,对病原体的诊断检测是通过体外培养的方式进行,但是不同微生物的培养条件不一样;不同的微生物的培养技术要求也不一样;同时,体外培养受时间、空间和培养技术人员的限制。宏基因组分析技术是一种新型的病源体诊断检测技术,可以在不通过任何培养过程的条件下,通过基因序列的比对,发现和鉴别罕见病源体引起的疾病,从而针对性地使用药物,使病源微生物传染所形成的疾病的准确、高效。元基因组(宏基因组)学研究不要求对每个微生物进行分离、纯化和培养,而是直接从样品中提取基因组DNA后进行测序分析。通过元基因组测序,能够揭示微生物群落多样性、种群结构、进化关系、功能活性及环境之间的相互协作关系,极大地扩展了微生物学的研究范围。DNA病毒基因组测序:获得一种指定DNA病毒尽量完整的序列。
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。病毒的全基因组测序以及对应的生物信息学分析方法是研究病毒进化、毒力因子变异、疫病爆发之间的关系。皮肤微生物多样性分析方法
比较基因组学层面可通过差异分析、同源基因分析、共线性分析、物种进化分析等手段探究病毒的毒力系统。宏基因学测序方法
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。宏基因学测序方法