病毒宏基因组学的研究过程主要包括以下3个步骤:样品的处理、病毒宏基因组学文库构建和数据分析与处理。样品的制备较关键的是样品的处理、遗传物质的分离和富集。样品的制备关键应做到提取能够表示该环境的高纯度样本,并除去非病毒核酸细胞和遗传物质的干扰。富集微生物及去除非目的性的细胞和遗传物质是分离高质量的遗传物质的前提,提取高纯度的表示特定环境中的遗传物质是宏基因组学研究过程中的难题。正切流过滤系统、差异过滤、梯度离心、空心纤维过滤、DNA酶和RNA酶处理、序列非依赖的单引物扩增(Sequence-independentsingleprimeramplification,SISPA)等技术可用于样品的制备,而SYBR金染色法可用于实时监测处理样品中病毒颗粒的数量。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。上海水体微生物测序诊断
宏病毒组学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。北京病原微生物多样性测序分析诊断宏基因组测序以特定环境中的整个微生物群落作为研究的对象,不需对微生物进行分离培养。
病原体-宏基因组的测序:1.开发了一种经过验证的临床mNGS检测方法,用于在许可的微生物实验室中诊断脑脊髓液(CSF)引起的脑膜炎和脑炎的传染原因。2.开发了定制的生物信息学管道SURPI+,以快速分析mNGS数据,生成检测到的病原体的自动摘要,并提供用于评估和解释结果的图形用户界面。3.mNGS提供了一种全方面的方法,通过该方法可以在一次测定中准确鉴定几乎所有潜在病原体-病毒,细菌,寄生虫。4.将mNGS测试迁移到临床微生物学实验室仍然面临许多挑战:1、缺乏用于mNGS临床验证的既定蓝图;2、难以将病原体从殖民者或污染物中区分开;3、缺乏专为临床诊断使用的生物信息学软件;4、注重质量和全方面性的可获得的参考数据库;5、临床实验室改进修正案(CLIA)环境中,患者诊断测试固有的法规遵从性要求。
对样本进行宏病毒组测序有什么意义?和细菌的宏基因组相似,病毒宏基因组也是旨在研究微生物群体中的物种分布规律和差异,通过大数据分析微生物群体的功能。通过对样本进行宏病毒组测序,我们可以了解单个样本里有什么病毒,相对含量是多少,优势物种是什么;还可以了解不同群体间物种分布有何差异,结合样本来源和其所属环境,指导下游的实验方向。于科研,好的群体和样本可以发表质量的学术论文;于临床,可以辅助临床医生进行微生物侵染类疾病诊断并在一定程度提供用药指导。随着数据库日趋完善,对样本进行宏病毒组测序以后,我们将获得越来越丰富的信息,它有朝一日会成为研究者非常常规的研究手段。面对未知病毒,抵抗力是我们健康的屏障。
宏基因组技术都是在细菌领域使用,病毒的样本收集困难、文库构建繁琐、数据库不完善,因此宏基因组技术未能获得普遍应用。生物进行病毒宏基因组测序,样品具备什么条件才可以获得比较质量的宏基因组分析效果?其他公司对用于测序的样本的要求较高。而在探普生物进行病毒宏基因组测序,基于探普的专有流程,样本要求非常低,不要求总量到达微克,探普有专门的收样标准和送样流程。为了保证后续数据的有效利用率,需要客户配合完成合格的取样步骤和样本前处理步骤。当然探普也提供适当的样本处理服务。核酸性质有RNA和DNA之分,核酸链还有单双链之分,而核酸本质不同和单双链的不同,进行同样的实验步骤其效率也不一样。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。浙江皮肤微生物多样性测序技术
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。上海水体微生物测序诊断
在运用宏基因组测序方法检测的样本量位居全球前列,样本总数居国内第二,其中脑脊液检测量位列全球前二强。除了传染病的应用场景之外,利用mNGS还可以对菌群进行菌株鉴定分型、耐药基因与毒力基因的检测,适用于抗传染院内传染管理的评估。在越来越多的证据表明微生物对人体免疫系统能够产生影响,以及微生物菌群会参与到神经退行性疾病、糖尿病等疾病的发生和发展当中,微生物疗法获得了越来越多的关注,而mNGS未来也可以为人们深入分析人体菌群微生态、研究微生物疗法提供一种可靠的技术手段。上海水体微生物测序诊断