宏基因组是指特定环境中全部微生物遗传物质的总和。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,而是提取环境微生物总DNA进行研究。其摆脱了传统研究中微生物分离培养的技术限制,在基因组水平解读微生物群体的多样性和丰度,探索微生物与环境及宿主之间的关系。目前,第二代高通量测序技术在宏基因组的研究上已被普遍应用。第二代高通量测序平台具有通量高、准确性高、速度快、信息全等特点,加快了宏基因组测序在鉴定低丰度的微生物群落,挖掘更多基因资源方面的应用。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。北京微生物群体多样性分析
病毒宏基因组学文库中包含兆级的短序列片段(Reads)。通过不同的序列拼接软件将Reads拼接较长的DNA序列片断(Contigs)。数据组装可通过K-mer分析评估各个样品的测序深度,通过对SOAPdenovo设置不同K值,筛选较好组装结果,对较好组装结果进行校正,并统计Reads利用率。接着利用已测序生物体的DNA序列构建数据库,将拼接后的Contigs通过不同的鉴定方案,与数据库里的DNA序列信息进行比对,确定该序列来自的生物群落,筛选有用的基因信息。此外,还可以用一些工具对序列进行基因预测(如Metagene、GeneMark、FragGeneScan等)。北京微生物群体多样性分析微生物鉴定可以用微生物对噬菌体的敏感性作为指标来鉴定微生物的种属。
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。
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。快速检测方法是指从样品制备到出具检测结果的整个检测过程能够在短时间内完成的检测方法。
病原宏基因组测序(mNGS)可与实时荧光定量PCR(RT-PCR)技术联合使用,实现优势互补。“RT-PCR由于其检测速度快、操作流程简单、成本较低的原因,更适用于大规模的筛查中,以便快速获得是否为核酸阳性的初步证据,而对于RT-PCR检测阴性、但临床表型高度疑似的患者,利用mNGS进一步确认可有效提高检测结果的可靠性,并获得是否有其他病原体传染的信息。”对于RT-PCR检测阳性的样本,也可以进一步利用mNGS进行病毒全序列的分析,从而帮助获得病毒是否发生变异的信息,为疫苗、药物研发等方面提供可靠证据。未知病毒是指未被发现或证实的某种病毒。四川宏基因学测序分析价格
随着医学微生物学研究技术的不断发展,病原学诊断已不再局限于病原体水平。北京微生物群体多样性分析
宏基因组测序:宏基因组测序是对人体样本或特定环境样品中的总核酸(DNA或RNA)进行高通量测序,通过比对数据库,得到传染病原体的信息,能够检测出新发和罕见病原体,特别是在未知病原检测中发挥了难以替代的作用,当然宏基因组检测方法也面临不少挑战,检测结果的灵敏度受宿主及其他微生物背景核酸的影响。高通量测序技术能够提供准确而科学的基因测序分析结果,为防控提供有力技术保障。科学家通过对病毒进行全基因组测序,可以了解不同传播阶段的变异情况,推测病毒对人的传染力的变化及传播情况。北京微生物群体多样性分析