病原微生物二代測序也稱宏基因組測序（mNGS）是目前臨床上針對病原較常用的基因測序方法。通過對疑似傳染標(biāo)本采集提取后（無需培養(yǎng)）直接進行高通量測序，利用病原微生物數(shù)據(jù)庫比對和分析后可以獲得疑似致病微生物種屬信息。基于NGS的宏基因組學(xué)檢測技術(shù)在2014年被用于臨床傳染患者的病原學(xué)診斷。目前，多個省市已經(jīng)將病原微生物二代測序納入醫(yī)保報銷，助力病毒檢測！目前，國家微生物科學(xué)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)資源總量已超過300TB，數(shù)據(jù)記錄數(shù)超過了40億條。可用于臨床的微生物數(shù)據(jù)庫包括了超過18000條信息。有很多微生物通過傳統(tǒng)技術(shù)是無法鑒別的。山東病毒多樣性測序分析

宏基因組的應(yīng)用：特定生物種基因組研究使人們的認(rèn)識單元實現(xiàn)了從單一基因到聚合基因的轉(zhuǎn)變，宏基因組研究將使人們擺脫物種界限，揭示更高更復(fù)雜層次上的生命運動規(guī)律。在目前的基因結(jié)構(gòu)功能認(rèn)識和基因操作技術(shù)背景下，細(xì)菌宏基因組成為研究和開發(fā)的主要對象。細(xì)菌宏基因組細(xì)菌人工染色體文庫篩選和基因系統(tǒng)學(xué)分析使研究者能更有效地開發(fā)細(xì)菌基因資源，更深入地洞察細(xì)菌多樣性。如宏基因組成為生物催化劑的新來源。病毒宏基因組測序是指通過高通量測序?qū)φ麄€環(huán)境中的病毒進行研究，以獲得單個樣品的飽和數(shù)據(jù)量，可進行病毒群體的物種分類、復(fù)雜度分析、群體結(jié)構(gòu)分析、功能注釋、樣品間的病毒種類或基因差異分析。宏基因組測序研究擺脫了對病毒分離培養(yǎng)的限制，為環(huán)境中各種病毒的研究提供了有效工具，并可以通過宏基因組深度測序挖掘具有應(yīng)用價值的基因資源。山東病毒多樣性測序分析起初應(yīng)用于微生物檢測的分子生物學(xué)技術(shù)是基因探針的方法。

病毒宏基因組學(xué)中包含兆級的短序列片段（Reads）。通過不同的序列拼接軟件將Reads拼接較長的DNA序列片斷（Contigs）。數(shù)據(jù)組裝可通過K-mer分析評估各個樣品的測序深度，通過對SOAPdenovo設(shè)置不同K值，篩選較好組裝結(jié)果，對較好組裝結(jié)果進行校正，并統(tǒng)計Reads利用率。接著利用已測序生物體的DNA序列構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，將拼接后的Contigs通過不同的鑒定方案，與數(shù)據(jù)庫里的DNA序列信息進行比對，確定該序列來自的生物群落，篩選有用的基因信息。此外，還可以用一些工具對序列進行基因預(yù)測（如Metagene、GeneMark、FragGeneScan等）。

病毒宏基因組學(xué)的研究過程包括以下幾個步驟：樣品的處理、病毒宏基因組學(xué)文庫構(gòu)建和數(shù)據(jù)分析與處理。樣品的制備較關(guān)鍵的是樣品的處理、遺傳物質(zhì)的分離和富集。樣品的制備關(guān)鍵應(yīng)做到提取能夠表示該環(huán)境的高純度樣本，并除去非病毒核酸細(xì)胞和遺傳物質(zhì)的干擾。富集微生物及去除非目的性的細(xì)胞和遺傳物質(zhì)是分離高質(zhì)量的遺傳物質(zhì)的前提，提取高純度的表示特定環(huán)境中的遺傳物質(zhì)是宏基因組學(xué)研究過程中的難題。正切流過濾系統(tǒng)、差異過濾、梯度離心、空心纖維過濾、DNA酶和RNA酶處理、序列非依賴的單引物擴增（Sequence-independentsingleprimeramplification，SISPA）等技術(shù)可用于樣品的制備，而SYBR金染色法可用于實時監(jiān)測處理樣品中病毒顆粒的數(shù)量。病原微生物二代測序也稱宏基因組測序（mNGS）是目前臨床上針對病原常用的基因測序方法。

宏病毒組分析的常用軟件：介紹之前首先我們來看一下宏病毒組的基本分析流程。這里需要說明的是基于病毒顆粒分離技術(shù)及NGS測序平臺的宏病毒組學(xué)研究還處于起步階段，分析功能模塊新的思路和技術(shù)層出不窮，但另一個層面，宏病毒組是宏基因組的一個分支，基本大的分析思路方面與宏基因組還是有著不小的相似之處。歸納一下，宏病毒組主要包括一下幾個方面的分析內(nèi)容：病毒群落結(jié)構(gòu)組成分析；病毒群落功能分析；病毒（特別是噬菌體）宿主預(yù)測；病毒與群落中細(xì)菌、古菌等其他微生物之間的互作網(wǎng)絡(luò)；基于非數(shù)據(jù)庫比對的新病毒序列的挖掘。高通量測序技術(shù)對核酸進行測序是非特異的，因此,對一無所知的核酸也可以實現(xiàn)鑒別。浙江病原微生物多樣性測序技術(shù)

宏基因組測序以特定環(huán)境中的整個微生物群落作為研究的對象,不需對微生物進行分離培養(yǎng)。山東病毒多樣性測序分析

病毒宏基因組學(xué)：病毒宏基因組學(xué)是宏基因組學(xué)的一個分支，指研究特定環(huán)境中的病毒群落的一門技術(shù)。近年來隨著新測序技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是第二代、第三代測序儀的出現(xiàn)，使病毒宏基因組學(xué)發(fā)展尤為迅速。對海洋中病毒群體進行了研究，闡明海水中病毒群體以噬菌體為主，并且是應(yīng)用宏基因組學(xué)分析人糞便中不能培養(yǎng)的病毒群落，標(biāo)志病毒宏基因組學(xué)的開端。病毒宏基因組學(xué)這一概念，其描述的是環(huán)境中的病毒群落―噬菌體。再次提到病毒宏基因組學(xué)這一概念，并對宏基因組學(xué)挖掘新病毒的方法進行了闡述，側(cè)重于人和動物機體中的真核病毒群落。山東病毒多樣性測序分析