江苏病毒宏基因组测序分析原理

宏基因组概念：宏基因组有广义和狭义两种概念。广义的概念是指所有可能与人的生活密切相关的微生物的基因组，包括长期共生在体内的微生物，也包括可以进入体内，对人类的生活造成不同形式的影响的微生物。而狭义的宏基因组是只指长期共生在体内的微生物。宏基因组测序分析技术：单是共生在人体内的微生物就有1000多种，特别是胃肠道内的微生物为丰富。宏基因组除了这些微生物外，也包括以其他方式偶尔进入人体内的微生物，这些微生物可能形成病源体，影响我们的健康。现在科学家可以分析和发现引起疾病的异常微生物存在与活动，从而保护人体的健康。宏基因组技术都是在细菌领域使用的。江苏病毒宏基因组测序分析原理

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。江苏病毒宏基因组测序分析原理DNA宏基因组测序的病原检出率均高于培养等传统方法。

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。

目前构建的病毒宏基因组学文库主要有载体克隆文库和基于高通量测序技术的加接头的文库。随着深度测序技术的不断发展，第二代高通量测序技术、第三代单分子测序技术已经普遍地应用于各项研究领域中，以454测序技术和Illumina测序技术为表示的二代测序法得到迅速推广用于构建病毒宏基因组文库，相信将来第三代测序平台如tSMSTM（truesinglemolecularsequeneing）技术平台、SMRT（singlemoleculereal-time）技术平台、FRET测序技术及纳米孔单分子技术为表示的第三代测序法也将应用于构建病毒宏基因组文库。Donaldson等[23]采用高通量测序技术构建了蝙蝠肠道的病毒宏基因组学文库，获得了600000条读长（Reads）的核酸序列。宏基因组测序逐步在临床上得到了很多的应用。

用二代测序对样本进行宏病毒组测序具有的挑战：二代测序技术基本流程是核酸纯化-文库构建-生物信息学分析。用二代测序对样本进行宏病毒组测序，每一步都是很大的挑战。无论是来自肠道还是水体或者土壤，样本都会伴随基因组数倍于病毒的细菌和宿主细胞。为了提高数据有效利用率，首先，样本处理和核酸纯化需要有的放矢。文库构建时，由于病毒基因组核酸存在多种可能，建库成本的把控、文库保真度、建库成功率对于生产者和研究者都是极大的挑战。而生信分析，由于病毒并不像细菌一样研究透彻，具备庞大的数据库，目前国内外的分析水平也是参差不齐。宏基因组测序能够快速全方面的展示序列信息的优势。江苏病毒宏基因组测序分析原理

在探普生物进行病毒宏基因组测序，基于探普的专有流程，样本要求低。江苏病毒宏基因组测序分析原理

传统上人类血液被认为是无菌的，微生物血浆细胞游离DNA（mcfDNA）可能有两种来源，包括微生物（细菌，病毒或噬菌体）的易位，这是指属于人类微生物组的微生物细胞或其组成部分通过与外部环境连通的上皮粘膜进入循环系统。另外，当组织粘膜被局部传染（例如口腔，肺和皮肤传染）或物理损伤（例如侵入性的手术或意外伤害）破坏时，侵入性的病原体可能会偶然进入血液，在严重的情况下引起菌血症或病毒血症。一旦进入循环系统，微生物核酸就会通过循环核酸外切酶被降解，然后形成小的DNA的片段，即微生物血浆细胞游离DNA（mcfDNA）。mcfDNA是一种新兴的传染性疾病诊断生物标志物。尽管绝大多数cfDNA来自于患者自身的细胞，但在急性传染期间可从血浆中检测到微生物病原体的微量物质。江苏病毒宏基因组测序分析原理

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