病毒相关知识：病毒是地球上数量多的生物实体，其中细菌病毒(即噬菌体)约有1031个类群，从海洋到陆地再到人体几乎都是它们的栖息地。研究者将病毒视为调节人类生态系统的重要成员，人体内主要包括真核病毒和噬菌体，包括双链DNA(double-strandedDNA,dsDNA)，单链DNA(single-strandedDNA,ssDNA)和RNA病毒。随着对病毒研究的普遍开展，“病毒组”与“病毒组学”的概念也应运而生，这些术语分别涵盖了栖息在生态系统中的所有病毒及其基因组和对它们的研究(LefkowitzEJ,etal,2017)。根据病毒不同的特征进行分类，包括病毒的宿主范围；病毒的形态学；病毒的基因组大小；病毒的核酸组成成分以及病毒的致病性。虽然所有的性状在病毒分类学的确定中都很重要，但目前利用平均核苷酸同源性（ANI）和系统发育关系进行序列比较被视为定义和区分病毒群类的主要标准。宏基因组测序是通过比对数据库，得到病原体的信息。四川口腔微生物多样性测序公司
宏基因组的应用：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。四川口腔微生物多样性测序公司DNA宏基因组测序的病原检出率均高于培养等传统方法。
病原宏基因组测序可与实时荧光定量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冠状病毒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。
病毒宏基因组学的相关知识：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。可利用不同底物产生的不同代谢产物来间接检测该微生物内酶的有无,从而达到检测特定微生物的目的。
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较常用的基因测序方法。通过对疑似传染标本采集提取后（无需培养）直接进行高通量测序，利用病原微生物数据库比对和分析后可以获得疑似致病微生物种属信息。基于NGS的宏基因组学检测技术在2014年被用于临床传染患者的病原学诊断。目前，多个省市已经将病原微生物二代测序纳入医保报销，助力病毒检测！目前，国家微生物科学数据中心数据资源总量已超过300TB，数据记录数超过了40亿条。可用于临床的微生物数据库包括了超过18000条信息。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。四川口腔微生物多样性测序公司
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。四川口腔微生物多样性测序公司
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。四川口腔微生物多样性测序公司