病毒是引发人畜共患病的主要病原体之一,伴随环境、生态和人类行为等各方面因素的变化,新发人畜共患病也呈现逐年递增的趋势,它们极大地威胁着人类和动物的健康和生命,并给畜牧业和农业的健康发展以及自然界生态链的平衡带来危害及灾难。然而,许多新发人畜共患病的病原初往往是未知的,如1986年的牛海绵状脑病、1999年的尼帕病毒、2003年的SARS冠状病毒、1997至今不断变异的高致病性禽流感H5和H;7、2009年的甲型H1N1、2010年的新型布尼亚病毒,它们都经历了一个从未知到己知的探索过程。为此,及早地发现,鉴别未知的或新出现的病原,是有效预防和控制传染病的先决条件之一。传统的诊断技术已不能满足提前预警或快速诊断新发人畜共患病的需求。近年来,病毒宏基因组学的出现和兴起,为人类诊断新发人畜共患病和探索潜在的病原提供了巨大的帮助。高通量测序技术对核酸进行测序是非特异的,因此,对一无所知的核酸也可以实现鉴别。河南肠道微生物测序分析诊断
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。广州皮肤微生物多样性分析服务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.
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。
宏基因组应用:特定生物种基因组研究使人们的认识单元实现了从单一基因到聚合基因的转变,宏基因组研究将使人们摆脱物种界限,揭示更高更复杂层次上的生命运动规律。在目前的基因结构功能认识和基因操作技术背景下,细菌宏基因组成为研究和开发的主要对象。细菌宏基因组细菌人工染色体文库筛选和基因系统学分析使研究者能更有效地开发细菌基因资源,更深入地洞察细菌多样性。如宏基因组成为生物催化剂的新来源。病毒宏基因组测序是指通过高通量测序对整个环境中的病毒进行研究,以获得单个样品的饱和数据量,可进行病毒群体的物种分类、复杂度分析、群体结构分析、功能注释、样品间的病毒种类或基因差异分析。宏基因组测序研究摆脱了对病毒分离培养的限制,为环境中各种病毒的研究提供了有效工具,并可以通过宏基因组深度测序挖掘具有应用价值的基因资源。探普生物具备处理大量多样的病毒样本的经验,熟知各类病毒样本的特性,对于样本准备有独特的方法指南。
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。病原微生物二代测序也称宏基因组测序(mNGS)是目前临床上针对病原常用的基因测序方法。广州口腔微生物分析上哪找
可以通过控制微生物的生长环境来判断微生物的种属类型。河南肠道微生物测序分析诊断
人类想要征服新发人畜共患病,只有提前发掘潜在的新的致病的病原,并针对新病原进行基因组分析、流行病学调查、疫苗和抗体的开发等方面的研究。病毒宏基因组学是在宏基因组学基础上发展起来研究特定环境中病毒的新兴技术,该技术结合深度测序技术(第二代、第三代测序技术)已经在人类、动物、特定环境中挖掘出大量的新病毒,该技术不依赖于病毒培养及病毒序列,在国内外被普遍应用于新发人畜共患病病原的挖掘与临床诊断。总之,随着病毒宏基因组学与各种新的分子生物学技术及深度测序技术的结合,该技术展现了区别于传统病毒诊断技术的优势,而该技术对动物病毒的挖掘及其他领域的应用将更加普遍。河南肠道微生物测序分析诊断