当今，全球新型冠状病毒感染等传染病的暴发引起了人们对新发传染病的高度关注。随着下一代测序技术和病毒宏基因组生物信息技术的快速发展，环境和生物体内携带的各种已知和未知的病原微生物得以广泛检测和鉴定。同时，得益于机器学习方法的持续进步，多种快速且精准的病毒识别方法被广泛开发和应用。因此，本综述旨在全面概括病毒宏基因组领域中用于识别和预测病毒的主要方法、框架及适用范围。这将有助于更深入地理解病毒特征，发现潜在的新病原体，为传染病早期防控提供关键的技术支持。

本文报道1例44岁男性患者，主因不明原因高热、头痛就诊，影像学提示右肺上叶感染，支气管肺泡灌洗液的宏基因组学下一代测序提示惠普尔养障体感染，既往有葡萄膜炎、慢性腹泻、体质量减轻、多关节痛病史，诊断惠普尔病。院内及出院后序贯抗感染治疗3月余，临床症状明显改善，继续治疗中。惠普尔养障体属于放线菌纲、放线菌目、纤维素单胞菌科，革兰阳性，可引起慢性多器官感染，肺部受累少见。该病发病率低，临床表现多样且缺乏特异性，不易早期诊断，误诊及漏诊后致死率高。支气管肺泡灌洗液的宏基因组学下一代测序有助于提高肺部感染为主的惠普尔病的诊断率。

目的 分析宏基因组学下一代测序(mNGS)在湖南省流行病原体筛查检测中的临床应用价值,并分析不同流行病原体的流行趋势和临床特征.方法 收集整理华中区进行mNGS病原体检测的患者数据,统计高频检出病原体,并分析和追踪其流行趋势及易感特征.结果 共统计2019-2023年常见的流行病原体检测人群共16 627例,其中男性10 811例(65.02％),女性5 816例(34.98％);高频检出的病原体有新冠病毒、疱疹病毒(1、4、5型)、鲍氏不动杆菌、白假丝酵母、耶氏肺孢子菌、屎肠球菌、肺炎克雷伯菌、烟曲霉菌、铜绿假单胞菌、结核分枝杆复符合群、纹带棒状杆菌、肺炎链球菌、肺炎支原体、鹦鹉热衣原体;从2021年第四季度开始,对于病原体的检测样本逐年上升,呼吸科、重症科、感染科和儿科对于mNGS的接受度较高.结论 mNGS能缩短病原体检测时间,提高病原体识别率和准确率,可作为指导预防流行病学的应用依据.

病原微生物广泛存在于自然环境,常对人类和动物的健康带来极大的伤害.传统病原微生物的鉴定方法主要基于微生物纯化培养和分离,但绝大多数微生物为非培养微生物,而目前应用较为广泛的免疫学方法和PCR技术等每次检测样品数量少且只能检测已知病原体.宏基因组学技术以某特定环境中的微生物群体为研究对象,在非培养型微生物的鉴定中极具优势.下一代测序技术(NGS)的迅速发展极大的促进了宏基因组学的发展及应用,使得该技术迅速而又广泛的应用于各种环境微生物的研究中,并已渗透到医药、农业、生物技术等多个领域.宏基因组学在微生物病原体鉴定研究方面具有巨大的潜力和优势,本文就近几年基于NGS的宏基因组学在病原微生物鉴定相关研究进行概述.

病毒宏基因组学(Viral metagenomics,VM)无需知晓核酸序列,直接以环境中的病毒群落为研究对象,对研究环境中病毒的多样性、快速鉴定出已知和未知病毒,实时监测特定病毒的动态变化等具有重要价值.下一代测序(Next-generation sequencing,NGS)平台具备快速、自动化和高通量等综合优势,因此相对于一代Sanger测序技术,其测序能力大大提高.同时,近年来测序技术的不断改进、成本的不断降低、数据分析流程的普及以及对数据深入挖掘能力的显著性改进表明,在可预见的未来,病毒宏基因组测序将会成为常规检测项目,为未知病毒检测提供新的技术手段和思路.本文将从病毒宏基因组学的兴起,研究过程和在医学领域中的应用等方面进行综述.

目的 探讨高通量测序技术在重症肺部感染患者中的应用效果.方法 回顾性分析2018年1～12月广东省深圳市第二人民医院重症医学科收治的87例重症肺部感染患者的临床资料.采用数字随机表法分为应用高通量测序患者下一代测序技术(NGS)组43例,对照组44例.比较NGS组病原体检出率,两组患者抗生素使用强度,重症监护病房(ICU)住院天数及28 d病死率.结果 两组患者治疗前基线资料比较,差异无统计学意义(P＞0.05).NGS组中高通量肺泡灌洗液标本中病原体检出率明显高于常规培养,NGS组抗生素使用强度低于对照组,ICU住院时间短于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05).两组患者28 d病死率比较,差异无统计学意义(P＞0.05).结论 高通量测序技术的应用能提高重症肺部感染患者肺泡灌洗液病原体的检出率,降低抗生素使用强度及缩短住院时间.

目的 探讨高通量测序在脓毒症患者病原体检测中的应用价值.方法 回顾性分析2017年1月至2018年12月深圳市第二人民医院重症医学科收治的69例脓毒症患者的临床资料,比较血样本中高通量测序与培养两种病原检测方法的病原体检出率及检出时间.结果 血样本中高通量病原体检出率为36.23％,明显高于培养的17.39％,检出时间为(59.16±9.25)h,明显短于培养的(85.17±17.60)h,差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 高通量测序技术的应用能提高脓毒症患者血样本中的病原体检出率和缩短检出时间.

目的 明确肺结核患者和健康人群的呼吸道微生物菌群组成的变化情况.方法 时间限定为2010年1月至2019年12月,在英文数据库(PubMed、Embase and Ovid、Web of Science、Google Scholar、Cochrane Library)和中文数据库(中国知网、万方、中国生物医学文献服务系统与维普)检索所有包含结核和呼吸道菌群的文献,按照文献检索流程筛选文献并最终纳入.收集所有可用的下一代测序数据,统一处理参数,进行数据预处理和系统的宏基因组学分析及统计学处理.结果 共纳入9篇英文文献.物种分析结果提示肺结核组和健康对照组在门水平相对丰度排在前10位的共有菌群有:厚壁菌门、OD1菌门、变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、梭杆菌门、蓝菌门.但两组呼吸道菌群群落结构组成差异有统计学意义,α多样性分析显示,肺结核组观测到的可操作分类单元(operational taxonomic units,OTU)数目(286.60±22.82)、Faith谱系多样性(phylogenetic diversity,PD)指数(Faith PD指数)(13.57±2.58)、Shannon指数(7.17±0.24)明显高于健康对照组(分别为42.88±2.49、6.52±0.22、4.42±0.07),差异均具有统计学意义(P值分别为0.00016、0.00056、0.00016).肺结核组Chao1指数高于健康对照组(266.50±92.71和38.44±2.86),但差异无统计学意义(P＞0.05).门水平上两组丰度有差异的物种有6种,其中5种在健康对照组聚集,为厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门、梭杆菌门、变形菌门,另有OD1门在肺结核组聚集.F16科、丙型变形菌纲、梭杆菌门梭杆菌目、厚壁菌门下的明串珠菌科和芽孢杆菌科是肺结核特有的菌群种类.结论 肺结核患者与健康人群比较,呼吸道菌群的多样性及物种组成均发生了较大变化,并具有特有的菌群种类.

新发病毒性传染病已成为人类健康的巨大威胁.自然界存在大量的未知新型病毒,它们可能构成人类未来新发传染病的传染源.由于未知新型病毒遗传信息与已知病毒差异较大,因而传统的病毒检测方法难以有效发现它们.近年来,随着病毒分子生物学和下一代测序等技术的发展,一些新的病毒高通量检测方法应用于未知新型病毒的挖掘中,其中病毒宏基因组学检测技术越来越成为人类猎取未知病毒的高效工具.本文阐述病毒宏基因组学技术的原理、主要技术流程,其在新发病毒快速确认中的优势以及新发病毒感染与特定疾病的关联分析策略,并对该技术在未来临床病毒感染诊断中的应用提出展望.

目的 分析宏基因组学下一代测序(mNGS)在脓毒症患者病原体检测和抗生素应用中的临床价值,为疾病快速、准确诊断和改善患者临床预后提供新型诊断技术.方法 选择确诊脓毒症患者52例,入院24 h内完成样本(血液、尿液、痰液或者肺泡灌洗液)收集,分别采用传统技术(细菌培养和免疫学方法)和mNGS法进行病原体检测.结果 mNGS法诊断病原体的时间比传统法明显缩短,识别率提高,准确率提高(P<0.05).根据传统技术建议首次采用广谱抗生素,而根据mNGS则推荐使用针对性更强的高效抗生素.结论 脓毒症患者采用mNGS法能够缩短病原体检测时间,提高病原体识别率和准确率,可作为指导抗生素应用的依据.