病原宏基因组测序技术（有点乱）

一、基础知识

病原微生物是指可以侵犯人体，引起感染甚至传染病的微生物，或称病原体。病原体中，以细菌和病毒的危害性最大。病原微生物指朊毒体、寄生虫、原虫、蠕虫、医学昆虫、真菌、细菌、螺旋体、支原体、立克次体、衣原体、病毒。
病原宏基因组二代测序（mNGS），是不基于培养，直接从环境/临床样品中提取全部微生物的DNA，利用基因组学的研究策略研究环境样品中所包含的全部微生物的遗传组成及其群落功能，可广泛分析临床样本微生物组（细菌、真菌、病毒）的高通量测序方法。

分析流程

二、一些问题

1.面对血液、痰液、脑脊液、组织、拭子等纷纷杂杂的标本类型，如何建立统一的核酸提取标准使得病原体的检测效能最大化困难重重。
2.宿主核酸也是干扰病原体检测的一大因素，在核酸提取环节，怎么样做到有效去除宿主核酸，富集病原体核酸，进而提高mNGS的灵敏度也是困扰之一
3.如何依据关注的病原体类型选择合适的测序策略？
4.如何权衡测序深度、交付时间以及所需经济成本等诸多因素
5.全面覆盖几千种病原菌的方法学特性就意味着mNGS很难确认针对每种病原菌敏感性，但严格设置对照可以解决部分困难；
6.要求病原比对专用数据库尽可能的囊括所有病原菌，防止因未覆盖而导致的漏检；
7.测序数据中人源序列占比95%以上，相应导致测序时间延长和资源浪费。未来测序之前去掉人源宿主DNA或RNA，病原菌检测敏感性可以进一步提高

三、一个参考

技术参数参考

病原微生物的检验主要是检测与临床患者致病性有关的病原性微生物，对感染性疾病进行快速、准确地诊断，密切结合临床提出及时有效的治疗方案，防止微生物产生耐药性和医院内感染的发生。

四、简单对比

传统方法

mNGS优势
第一个优势是没有偏移性
第二个优势是广覆盖
第三个优势是高效率

现阶段局限

五、未来发展

(1) 病原体快速鉴定 (特别是对未知或者无法培养的病原)
(2) 通过病原体基因组变异，研究病原体随时间的变异情况，有助于疫情起源追踪与疫情监测
(3) 研究病原体的耐药情况、毒力因子、与宿主的相互作用等，辅助疾病治疗与防控

技术与应用

六、推荐文章

1.Analytical and clinical validation of a microbial cell-free DNA sequencing test for infectious disease
2.Laboratory validation of a clinical metagenomic sequencing assay for pathogen detection in cerebrospinal fluid
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6499319/
3.Clinical Metagenomic Next-Generation Sequencing for Pathogen Detection
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6345613/
4.Microbiological Diagnostic Performance of Metagenomic Next-generation Sequencing When Applied to Clinical Practice
https://academic.oup.com/cid/article/67/suppl_2/S231/5181274
5.Clinical Metagenomic Sequencing for Diagnosis of Meningitis and Encephalitis.
https://escholarship.org/uc/item/3575n89x
ps：针对文章2会在下篇中详细解读。