宏基因组分析

自 2019 新型冠状病毒（2019-nCoV）肺炎疫情爆发以来，相关科研单位便紧锣密鼓地开展病毒研究工作，并取得了一系列重要的研究成果。2 月 3 日，Nature 在线发布了复旦大学张永振教授团队的一项重要研究成果，该团队对患者支气管肺泡灌洗液进行了宏基因组二代测序（mNGS），鉴定出了一种新型冠状病毒，并发现该病毒基因组与蝙蝠体内发现的 SARS 样冠状病毒基因组有 89.1% 的相似性[1]。张永振教授团队发表的文章截图 | 图源：Nature2 月 20 日，bioRxiv 预印本平台发布了华南农业大学沈永义教授、肖立华教授团队关于新冠病毒中间宿主的研究成果。通过对穿山甲样品进行宏基因组分析，该团队发现穿山甲为新型冠状病毒潜在中间宿主[2]。沈永义教授、肖立华教授团队发表的文章截图 | 图源：bioRxiv可以说，宏基因组测序在新病原体的诊断、监测、跟踪，以及溯源方面具有关键作用，更是新冠病毒研究的一大助力。宏基因组测序：病原体检测的新风口1998 年，威斯康辛大学的 Jo Handelsman 提出宏基因组学（Metagenomics）的概念，并将其定义为：一种以环境样品中的微生物群体基因组为研究对象，以功能基因筛选和测序分析为研究手段，以微生物多样性、种群结构、进化关系、功能活性、相互协作关系、以及与环境之间的关系为研究目的的新的微生物研究方法[3]。包括宏基因组学在内的各类组学研究（右）相较传统遗传学与生物化学方法（左）在全基因水平的研究上效率更高 | 图源：Science2014 年，新英格兰医学杂志发表宏基因组二代测序（mNGS）确诊钩体病的首例临床应用案例[4]，打响了病原体 mNGS 的第一枪。新英格兰医学杂志发表宏基因组二代测序（mNGS）确诊钩体病的文章截图 | 图源：NEJM短短 5 年来，mNGS 在新发病原体鉴定、罕见重要病原体诊断和临床大数据研究等方面取得诸多进展。例如在 2018 年，Clinical and Research in Hepatology and Gastroenterology 发布了上海华山医院感染科张文宏教授团队使用 mNGS 协助临床诊断肝结核的案例，mNGS 的适时使用，准确快速地帮助临床明确了患者的发热病因，推动了临床的精准诊断[5]。张文宏教授团队发表文章截图 | 图源：ScienceDirect2019 年，中国临床专家也达成共识，认可了宏基因组分析和诊断技术在急危重症感染领域的临床应用[6]。临床专家共识文章截图 | 图源：万方宏基因组二代测序的流程及原理宏基因组二代测序的检测流程可以大致分为5个步骤：核酸提取、文库构建、上机测序、生物信息学分析与报告解读[7]。具体来看，对于不同的临床样本，核酸提取前需要进行不同的前处理，比如痰液液化、破壁、去宿主等以提高病原体检出率。RNA 病毒需要在文库构建前进行逆转录，生成 cDNA。文库构建的目的在于给未知序列的核酸片段两端加上已知序列信息的接头以便于测序，单样本文库构建完成后需要经历 PCR 扩增、再将多个文库样本混合后进行测序。测序完成后，数据会自动进入搭建好的病原体自动分析流程，该流程包括去除人源宿主序列和低质量序列、以及微生物数据库比对注释等步骤。最后，解读专家根据自动化系统产生的初步结果，再结合部分临床指标、样本类型、病原体种类等因素进行综合分析解读。宏基因组工作流程示意图 | 图源：Nature Biotechnology样本文库质量是宏基因组测序的关键由于环境中的微生物种类五花八门，相对复杂，构建一个高质量的宏基因组文库在整个检测流程中便显得十分重要。故而在取样时，我们要严格遵循取样规则，在取样中应尽量避免对样本的干扰，缩短保存和运输的时间，使样品尽可能代表自然状态下的微生物原貌。并且要采用合适的方法，既要尽可能地完全抽提出环境样品中的 DNA/RNA，又要保持较大的片段以获得完整的目的基因或基因簇。在构建 RNA 文库之前需要对 RNA 样本进行完整性评估[8]，只有达标的样本才能进入下一阶段反转录及文库构建。宏基因组文库的质量直接关系到测序的数据量，在影响成本的同时也影响了测序时间，因此，为了提高测序准确性、减少测序过程中的风险，测序前需要测定文库样品的浓度和片段大小分布，确定合适的上机 pooling 方案和测序深度。可见样本的质量控制对于宏基因组测序的重要性。安捷伦自动化样本质控解决方案安捷伦在核酸蛋白质量控制领域拥有愈二十年的经验，针对不同来源样本，分析靶标和通量需求提供全套的自动化解决方案。安捷伦的 2100 生物分析仪是目前最为普遍使用的二代测序质控设备。安捷伦在 2100 生物分析仪上最早开发出了 RNA 完整性参数（RIN），它已成为全世界公认的 RNA 质控指标，它以 0-10 的数值直观反应 RNA 样本的完整性程度，为标准化的实验操作提供了样本质量评估的参考标准。在本次新冠病毒（RNA 病毒）的序列确定中，安捷伦 2100 生物分析仪发挥了重要作用。随着测序样本量的增加，特别是随着后续病毒变异监测以及病毒溯源工作的逐步展开，安捷伦中-高-超高通量自动化核酸质控平台（4200 tapestation 和 AATI FA）将发挥它们的优势。参考文献[1] Yong-Zhen Zhang , Edward C. Holmes,Lin Xu,et al. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China[J].nature,2020.[2] Xiao K, Zhai J, Feng Y, et al. Isolation and Characterization of 2019-nCoV-like Coronavirus from Malayan Pangolins[J]. bioRxiv, 2020.[3] Handelsman J, Rondon M R, Brady S F, et al. Molecular biological access to the chemistry of unknown soil microbes: a new frontier for natural products[J]. Chemistry & biology, 1998, 5(10): R245-R249.[4] Wilson M R, Naccache S N, Samayoa E, et al. Actionable diagnosis of neuroleptospirosis by next-generation sequencing[J]. New England Journal of Medicine, 2014, 370(25): 2408-2417.[5] Jing-Wen A , Yang L , Qi C , et al. Diagnosis of local hepatic tuberculosis through next-generation sequencing: Smarter, faster and better[J]. Clinics and Research in Hepatology and Gastroenterology, 2018, 42(3):178-181.[6] 宏基因组分析和诊断技术在急危重症感染应用专家共识组. 宏基因组分析和诊断技术在急危重症感染应用的专家共识[J]. 中华急诊医学杂志, 2019, 28(2):151-155.[7] Quince C, Walker A W, Simpson J T, et al. Shotgun metagenomics, from sampling to analysis[J]. Nature biotechnology, 2017, 35(9): 833.[8] Fan W, Su Z, Bin Yu, et al. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China[J]. Nature. 2020 Feb 3. [Epub ahead of print]推荐阅读：1. 抗击新型冠状病毒，安捷伦核酸/蛋白质质量控制产品从这些方面入手！https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100320/news_521879.htm2. Agilent 2100 生物分析仪https://www.agilent.com/zh-cn/product/automated-electrophoresis/bioanalyzer-systems/bioanalyzer-instrument/2100-bioanalyzer-instrument-228250关注“安捷伦视界”公众号，获取更多资讯。

仪器信息网讯 2023年7月12日-14日，仪器信息网主办的“第六届基因测序网络大会”成功举办！会议共吸引近1400名来医院、高校、科研院所、海关系统、疾控系统、第三方测序服务商、工业领域等各界代表参会，盛夏酷暑，丝毫不减听众们的参会热情。本次会议发掘多家创新性企业分享最新技术和产品，并邀请到中国科学院微生物研究所、复旦大学等知名高校阜外医院等三甲医院、海关系统、第三方检验医学中心等多个单位的专家代表，内容覆盖临床分子诊断、单细胞空间组学、病原微生物宏基因组和靶向测序、海关检疫、分子育种等热门技术和应用会场。应广大用户要求，现将征得本人同意的报告视频整理如下。点击“回放”即可进入视频播放页面。2023/7/12 新仪器新技术RNA直接测序技术研究进展胡松年中国科学院微生物研究所 研究员回放单细胞时空组学测序杨朝勇厦门大学 教授回放Microbe-seq微生物单细胞基因组测序技术郑文山墨卓生物科技（浙江）有限公司 首席技术官/国产高通量基因测序仪孙雷深圳市真迈生物科技有限公司 CTO回放分层深度学习网络和异构计算进行高性能的NGS测序罗少波上海芯像生物科技有限公司高级系统总监/基于Bio-CMOS芯片的纳米孔测序技术的创新与突破涂浩波安序源生物科技（深圳）有限公司 产品总监回放2023/7/12 单细胞空间组学空间组学与新一代数字病理技术的开发与运用曹罡华中农业大学 教授回放单细胞诊疗生物芯片常凌乾北京航空航天大学 教授/IDH突变型影响肝内胆管癌异质性和免疫微环境IC）白凡北京大学生物医学前沿创新中心（BIOPIC） 教授/单细胞测序技术在肿瘤诊断中的应用及探索何牮上海交通大学医学院单细胞组学与疾病研究中心 单细胞测序平台主任/2023/7/13 临床分子诊断NGS液体活检在肺癌复发监测和预后预测中的应用于津浦天津医科大学肿瘤医院研究员/心血管疾病分子诊断周洲中国医学科学院阜外医院实验诊断中心主任/毛细管电泳技术临床新应用顾晓璐赛默飞世尔科技基因科学事业部资深技术专家回放靶向测序（tNGS）在感染病原诊断中的价值与探索鲁炳怀中日友好医院 主任医师回放mNGS应用于感染性疾病中的探索及报告解读陈宏斌北京大学人民医院 副研究员/基于液体活检的肿瘤早筛研究进展及临床应用沈依帆重庆医科大学附属第一医院 中级检验技师/2023/7/13 病原微生物宏基因组&靶向测序mNGS与急危重诊疗：现状与展望宋振举复旦大学附属中山医院/病原体宏基因组分析：罕见及新发感染诊疗一体化解决方案陈力复旦大学回放宏基因组测序（mNGS）与靶向测序（tNGS）在感染病原诊断中的各自价值优势及技术探索谢名洲予果生物科技(北京)有限公司回放tNGS的实践和应用茆晨雪金域医学回放病原体宏基因组高通量测序的临床应用孙桂芹浙江中医药大学回放2023/7/14 海关检疫基因测序技术概述及在口岸食品检疫中的应用与展望王艺凯中国海关科学技术研究中心回放 1个月基因测序技术在口岸卫生检疫工作中的应用汪海波珠海国际旅行卫生保健中心（拱北海关口岸门诊部）回放高通量测序技术在进出境动物检疫及物种鉴定方面的应用和前景展望唐泰山南京海关动植物与食品检测中心回放基因测序技术在口岸检验鉴定中的应用杜智欣南宁海关技术中心回放 1个月2023/7/14 遗传育种油菜杂种优势的基因组设计育种蒋立希浙江大学/高通量测序在作物参考基因组和微生物组学的应用刘贵明北京市农林科学院生物技术研究所/高通量自动化分子育种技术与装备自主创新及应用实践徐大彬成都瀚辰光翼科技有限责任公司回放多维组学驱动的棉花功能非编码RNA挖掘赵汀浙江大学/豇豆分子育种技术研究与应用潘磊江汉大学/

在一项新的研究中，来自俄罗斯圣彼得堡国立大学的研究人员开发出一种方法极大地改善人们对实验室中不能培养的有机体---如生活在人胃肠道中的微生物，或者生活在海洋深处的细菌---的DNA进行测序的能力。相关研究结果于2016年2月1日在线发表在Nature Methods期刊上，论文标题为“TruSPAdes: barcode assembly of TruSeq synthetic long reads”。　　这种被称作TruSPADES的方法通过计算机将来自Illumina公司的机器产生的长300个碱基对的短测序片段(short reads)组装成所谓的合成长测序片段(synthetic long reads)，这些合成长测序片段是基因组中长大约10,000个碱基对的片段。　　研究人员说，使用这些合成长测序片段而不是短测序片段组装基因组就好比是使用整个章节而不是单个句子来组装一本书。因此，人们有强烈的动机利用长测序片段改进测序。　　论文作者Pavel Pevzner教授说，“这是下一代测序技术。它将对宏基因组测序的操作应用产生深刻影响。”　　当前，作为长测序片段测序市场的佼佼者，Pacific Biosciences公司和Oxford Nanopore公司产生的长测序片段是不准确的，而且很难用于解决复杂的测序问题，如组装宏基因组(metagenome)，其中宏基因组可以指的是从自然环境取样的全部微生物的基因组，也可以指的是从自然环境取样的全部微生物。相比之下，这种合成长测序片段的准确性提高了100倍，而且能够大规模地快速产生从而覆盖宏基因组中的大部分细菌。　　为了开发这种新的方法，研究人员获取携带条形码的长100～300个碱基对的短测序片段。他们然后利用一种在短测序片段测序(short read sequencing)中经常使用的被称作德布鲁因图(de Brujin graph)的方法描绘这些短测序片段，将它们组装成合成长测序片段。这种德布鲁因图允许研究人员确定哪些短测序片段连接在一起，从而组装出更长更准确的合成长测序片段。　　接下来就是应用这种方法研究包括从人微生物组到海洋微生物组在内的多种微生物群落。Pevzner和另一名论文作者Anton Bankevich正在与来自美国克雷格文特尔研究所(J. Craig Venter Institute)的研究员Christopher Dupont合作开展这方面的研究工作。　　宏基因组学特别充满挑战，这是因为研究人员需要研究生活在一个微生物群落中的好几百种细菌，而不能研究其中的单个细菌菌种。当研究人员从这种微生物群落中提取样品并进行测序时，他们获得的是来自这个群落中所有细菌基因组的片段。这非常像是试图拼出好几百个拼图，但是并不知道哪些拼板属于哪个拼图。TruSPADES方法和合成长测序片段将有助研究人员拼出这些拼图。　　Dupont 说，“这种方法以更小的成本产生更好的结果。我们如今正在组装我们之前甚至还不知道它们存在的有机体的基因组。”

感染性疾病是由病原微生物（细菌、病毒、真菌、寄生虫等）引起的疾病的统称。据统计感染性疾病死因占全部死因的25%以上，是当今世界严重威胁人类健康的重大疾病。长期以来感染性疾病的诊断和疗效监测一直依靠形态学、免疫学、分子生物学以及病原体分离培养等方法，这些方法各有优缺点，在感染性疾病的辅助诊断中发挥着重要作用。近年来新兴的病原体宏基因组高通量测序（metagenomic next-generation sequencing，mNGS）技术，是指采用高通量测序技术对特定临床样本中所有核酸进行测序，并通过生物信息学分析判断样本中是否存在病原体的检测方法。与传统基于分离培养的病原体检测技术相比，该技术从理论上讲能够无偏倚的检测各类微生物（如：病毒、细菌、真菌、寄生虫等），包括难以培养的病原体以及新发病原体。mNGS技术是一个开放的分析和诊断系统，对于mNGS技术所检测的病原体数量未有明确规定，根据不完全统计，开展相关检测服务的机构已纳入的病原体有近万种，包括细菌、病毒、真菌和寄生虫等，为疑难危重症及罕见病原体感染的诊断提供了有效的技术手段。在特定的临床应用场景下，具有临床意义。针对mNGS的临床应用，目前已有多个临床专家共识。结合该技术的特点，我中心对相关产品的临床应用、设计开发、验证确认等方面进行了专题研究，现将当前的几点考虑总结如下。一、关于产品预期临床使用场景基于mNGS技术的产品与常规的病原体检测产品相比，具有检测过程较为复杂、易受到人源基因的干扰、检测时间较长、结果解读专业要求高、检测成本高等特点，一般用于传统检验方法未能给出明确病原学结果从而影响患者准确诊疗的感染性疾病、新发突发传染病、危急重症或排除其他发热疾病。推荐临床通过拟诊先行传统微生物检验及常规分子生物学产品检测常见病原体，不盲目使用mNGS技术。在必要或紧急情况下，如危急重症、群体性感染事件等，可考虑与常规方法同步进行检测。对常规微生物学检查容易明确的病原体不建议进行mNGS检测。从临床角度，mNGS结果不能单独作为病原学确诊或排除的证据。适用场景举例如下：（一）患者表现为发热或发热症候群，病因未明确（符合不明原因发热定义），考虑感染或不除外感染，但规范性经验抗感染治疗无效，在应用常规技术检测的基础上，开展mNGS产品检测。（二）各种原因导致患者急危重症表现，不除外感染所致，或考虑继发或并发危及生命的严重感染，在常规检测的基础上，开展mNGS产品检测。（三）免疫受损患者疑似继发感染，常规病原学检查未能明确致病原或/和规范性经验抗感染治疗无效，建议进一步完善常规病原学检测的同时，或在其基础上，开展mNGS产品检测。（四）疑似局部感染，病原学诊断未明确、不及时处理则后果严重时，在常规检测的基础上，开展mNGS产品检测。（五）高度疑似感染性疾病，但病原学诊断未明确且常规抗感染治疗无效，建议进一步完善常规病原学检测、处理原发感染灶，调整经验抗微生物治疗方案的同时开展mNGS检测。（六）慢性感染，或慢性疾病不除外感染，尤其是二者临床表现相似、难以鉴别时，病情严重或抗感染治疗疗效不佳需要明确病因，建议在完善常规检测、调整经验治疗的同时开展mNGS产品检测。（七）其他患者疑似特殊病原体感染或从相关流行病学角度考虑需要进行mNGS产品检测。二、关于产品的检测样本及适应证mNGS产品在目前的临床应用研究中涉及多种适应证，如：中枢神经系统感染、血流感染、局灶性感染、呼吸道感染、感染性腹泻等,对于具有相关临床症状的病例，应在按照现有诊疗流程进行标准化诊疗的基础上开展检测。针对患者感染部位不同，采集的样本类型也不同，产品适用的样本类型主要包括：静脉血、脑脊液、痰液、肺泡灌洗液、胸腔积液、腹水、组织、局灶穿刺物、粪便等多种类型。对于样本的采集，应注意以下两个方面，一是，对于无菌体液，如静脉血、脑脊液、胸腔积液、腹水等，需按照严格的无菌操作采集样本，采集的样本须置于无菌容器内；二是，对于有菌部位的样本，如痰液、肺泡灌洗液、咽拭子等，应标明样本的采集部位，在样本采集过程中应尽量避免引入该部位的正常菌群，以免干扰后续检测结果。采集的样本应尽量选取感染部位的体液或组织，可提高检测结果的可信度。若感染部位的样本采集难度较大，可选择外周血液样本，但有可能会降低检测结果的准确性。产品适用的样本类型推荐优先选择无菌采集的样本。关于不同适应证适用的样本类型举例见表1。表1.产品适应证与适用的样本类型举例三、关于产品检测病原体种类范围mNGS产品检测原理为对临床样本中存在的病原体核酸进行无偏倚的检测，从产品检测的技术角度考虑，除新发病原体外，产品的检测范围不应局限为某一种或某几种常见病原微生物，应为产品适应证、适用样本中所有可报告的病原微生物。产品所检测的病原微生物受几个方面的影响，一是产品配套使用的参考数据库及生信分析过程涵盖的病原体种类，如数据库中未涵盖某种病原体基因组参考序列，则该类病原体不在该产品的检测范围之内；二是检测样本类型、核酸提取等会直接影响产品病原体的检测种类，不同的样本类型可能检出的病原体会存在差别，如脑脊液样本检出的病原体主要以中枢神经系统感染的病原体为主，而粪便样本检出病原体主要为消化系统感染的病原体。不同的核酸提取方式对病原体的检出种类也会产生影响，如核酸提取过程未考虑破壁，则产品可能不适用于具有厚细胞壁的病原体检测；三是产品检测的目标物是否包括不同类型的核酸靶标，如产品检测的靶标仅为DNA，则RNA病毒不在该产品的检测范围之内。相关产品的申请人应依据产品设计、适用的样本类型、适应证等多个方面综合考虑产品预期用途，确定合理的病原体检测范围。四、关于产品配套使用的数据库mNGS产品检测结果，除了产生可用于比对的微生物短片段序列外，还存在大量人源、环境微生物、试剂含有的微生物等背景核酸序列，必须依靠生物信息学手段对其进行筛选、过滤、比对，最终给出微生物物种注释。结果分析过程中，数据库的使用是必需的，而且是影响mNGS产品检测结果准确性的重要因素。目前相关产品在选择配套使用的数据库时，一般会存在两种情况，一种为直接选择公共数据库，如：NCBI nr/nt database、NCBI RefSeq database等；另一种为自建数据库，对公开数据库中基因组序列进行挑选、整理、分类，然后通过程序软件将收集到的基因组序列整理成适用于本产品的微生物及人源序列比对数据库。针对成熟的产品，建议根据产品特点及临床需要，使用临床应用级的自建数据库。在数据库的构建、使用和管理方面应注意以下问题：（一）需要考虑数据库的全面性以及纳入物种在分类学上的代表性，对于同一种微生物，往往存在具有遗传差异的不同亚型或株，所以在选择基因组时，应考虑到微生物的遗传多样性，尽可能选取具有高度代表性的不同亚型或株的高质量基因组。（二）无论所选择的参考基因组的来源如何，申请人需要考虑其注释的准确性及序列的完整性，防止注释错误、命名错误或者代表性不足临床相关微生物列入库。（三）申请人应在有必要的基础上，对纳入库中的微生物的潜在的临床意义进行注释，让结果解读人员对检测的微生物有基本的认识和判断。（四）由于病原体在自然状态下是不断发生进化变异的，致病性也是动态变化的，所以需要及时（或定期）对参考数据库中的基因组信息及临床致病证据进行更新。（五）当数据库发生可能影响病原体判读结果的更新后，应对更新后的数据库进行验证与确认。（六）应构建全面的人源基因序列数据库，并评估最新版国际人类参考基因组和用于构建人源基因序列数据库所选择的参考基因组差异，进而评价人源基因序列数据库的代表性，人源基因序列数据库用于在生信分析过程中过滤人源基因数据。（七）mNGS检测产品检测过程中一些样本中会存在背景菌序列、环境微生物及实验室残留微生物，这些基因序列可造成测序污染，导致假阳性结果产生；另外，一些样本（例如呼吸道样本）会存在定植微生物，因此，针对产品需要构建检测背景库用于过滤污染序列、区分背景病原体和致病性病原体。五、关于测序数据要求人体不同的样本类型单位体积含有的细胞数量有巨大的差异，最终的测序数据由微生物序列和人源基因组序列组成，不同的人源细胞含量、病原微生物感染的类型和病原体含量的高低都会影响测序数据中目标微生物序列占比，如组织样本的人源细胞含量比较高，测序所得的序列数据中相应微生物的占比可能较少，因此，mNGS产品在不同的样本类型中，产品分析灵敏度会存在差异。该类产品可通过增加测序数据量来提高待检出的微生物数据量，或通过富集微生物含量以提升微生物序列的占比，从而提高微生物的检出率。一般而言，在一定范围内随着测序数据量的增加，产品的灵敏度会有所提升。因此，为了保证产品具有满足临床要求的灵敏度，针对某一样本类型，应保证一定的测序数据量。产品在设计上，一般分为去除宿主人源基因与未去除宿主人源基因两种设计，去除宿主人源基因后，产品产生的相应数据量会大大减少。在缺乏有效的人源宿主去除步骤的情况下，单个样本检测所需的数据量应充分评估并设立合理的指标要求。测序模式一般为单端测序和双端测序，双端测序所花费的经济成本及时间均高于单端测序，如产品设计选择单端测序，为确保序列比对的准确性，避免因同源错配导致的序列比对错误，可参考相关专家共识的要求，如测序序列单端读长当前建议不少于50bp。为了保证数据分析的可靠性，产品检测的下机数据应有一定的质量要求。下机数据经拆分后即得到每个样本的测序数据，需要进行数据质量过滤，包括过滤测序接头、低质量序列、低复杂度序列、重复序列等，将获得的高质量读长序列作为微生物鉴定的输入数据。一般而言，数据应达到以下指标：Q30碱基数量占比80%、接头污染比例不超过1%、有效序列长度不小于50bp、数据的有效比对率应大于70%等。六、关于产品阳性判断值的研究产品阳性判断值的研究，主要是为了区分真阳性、真阴性，以及判断实验过程中污染的微生物等。基于mNGS技术的产品，阳性判断值应包含度量标准，例如检测结果中能够比对到数据库中的微生物的序列数、对某种微生物的基因组覆盖度等，可通过ROC曲线分析的方法对产品的阳性判断值进行研究。在阳性判断值研究过程中应注意，胞内菌和厚壁微生物检出率低，因此即使在检测报告中某种/某些胞内菌/厚壁菌检出序列数不高，也要考虑其为致病病原体的可能。七、关于产品检测结果的报告用于临床辅助诊断的mNGS报告应包括测序总序列数、检测病原微生物列表、检出病原特异序列数量、检测病原范围、覆盖度、测序深度、检测方法及检测技术说明。需要注意的是，检测结果仅代表临床样本中检出或未检出某微生物的核酸片段，不能明确该物种与感染的关系，即使阴性结果也需结合临床表现及其他检查结果进行综合判断。对于胞内菌和厚壁微生物的检测，因技术原因存在一定的偏倚，如对于胞内感染菌因释放到体液中含量较少而导致检测敏感性偏低，对具有较厚细胞壁的病原微生物如真菌感染，可能由于核酸提取效率较低，相对检出率低，导致临床检出率和敏感性较低。因此即使在检测结果中某种胞内菌/厚壁菌检出序列数不高，也要考虑其为致病病原体的可能。mNGS信息量大，临床应用过程中，检验机构依据检测结果出具检验报告时，有些情况下不可能在结果中列举出所有检测到的病原体，对于罕见病原体、胞内菌等，可能因检出序列数少、微生物丰度低，在报告中未能列举，如果临床有疑似特殊病原体的感染，应该可以追溯原始数据库进行查询。八、关于产品验证与确认的考虑基于mNGS技术的产品，因其预期用途涵盖的病原体的种类非常广，产品验证与临床试验应对检测范围内的病原体进行有充分覆盖度、有充分代表性的性能评价。产品临床试验在入组人群上，应与产品临床适用人群一致。在对比方法选择上，应选择临床参考方法作为对比方法，临床参考方法应综合病原体分离培养、患者的影像学检查结果、基于宿主反应的检测结果等。同时，由mNGS获得致病病原体后，临床上会针对病原体进行精准治疗，治疗后患者的临床表现和治疗效果的随访结果也可以作为临床试验对比方法的证据。临床试验过程中，应关注试验体外诊断试剂对一些对于胞内感染菌、具有较厚细胞壁的病原微生物等的临床性能研究。参考文献：1.宏基因组分析和诊断技术在急危重症感染应用的专家共识[J].中华急诊医学杂志,2019(02):151-155.2.宏基因组学测序技术在中重症感染中的临床应用专家共识(第一版)[J].中华危重病急救医学,2020,32(05):531-536.3.《中华传染病杂志》编辑委员会.中国宏基因组学第二代测序技术检测感染病原体的临床应用专家共识[J].中华传染病杂志,2020,38(11):681-689.4.中华医学会检验医学分会.高通量宏基因组测序技术检测病原微生物的临床应用规范化专家共识[J].中华检验医学杂志,2020,43(12):1181-1195.5.宏基因组高通量测序技术应用于感染性疾病病原检测中国专家共识[J].中华检验医学杂志,2021,44(02):107-120.6.中华医学会检验医学分会.宏基因组测序病原微生物检测生物信息学分析规范化管理专家共识[J].中华检验医学杂志,2021,44(09):799-807.7.Charles 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Chiu and Steven A. Miller Clinical metagenomics Nature Reviews Genetics 2019,20, 341-355.8.fda. Infectious Disease Next Generation Sequencing Based Diagnostic Devices:Microbial Identification and Detection of Antimicrobial Resistance and Virulence Markers(Draft)

p style="text-indent: 2em text-align: justify "当前，针对新型冠状病毒的主要检测技术有免疫、PCR和高通量测序(NGS)三类，其中免疫和PCR方法是一种定向检测，可以对病毒进行筛查，适合对患者标本中是否存在病毒进行诊断。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "高通量测序作为一种全面的基因组检测技术，虽然它可以有效防止病毒变异产生的漏检，但因实验流程耗时长，操作繁琐，尤其是建库环节步骤繁琐，需要多次转管和移液操作，致使其推广应用受到限制。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "基于此，杰毅生物span style="text-indent: 2em "、浙江省疾控中心、阿里达摩院医疗AI团队一同联手，研发出中国首台宏基因组全自动建库设备Cubics。据悉，该平台是不同于核酸检测方法的全基因组检测技术，借助AI算法对基因数据的海量分析处理能力，能对疑似病例的病毒样本进行全基因组序列分析比对；同时配备基于自主研发的CNAD技术（CRISPR等温检测法）研制的针对新型冠状病毒的试剂盒。并且，该检测试剂盒不依赖PCR仪器，能快速有效地解决医院单位现场反应需求，实现快速寻找病原，并进行感染诊断。/span/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "不过，因全基因组检测技术是对疑似病例的病毒样本进行全基因组序列对比，每次测序过程会产生海量的数据，其前处理和数据分析都非常费时费力。为此，该平台还借助阿里达摩院的AI算法加持，在序列比对过程中，对算法增加了分布式设计。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "据了解，与传统新冠肺炎的分析检测，该平台至少能够节省8个小时的分析检测时间，仅需半小时就能将疑似病例完成新冠病毒全基因组分析，可以实现快速精准捕捉变异后的病毒序列，二级结构及三维结构，进而精准检测变异病毒，大幅提高疑似病例的确诊速度。/p

抗生素耐药性（AMR）在人类、环境和动植物间的传播，加剧全球“One Health”的负担。土壤是“One Health”的关键环节之一，所携带的抗生素耐药性可通过食物链等方式转移至人类而带来健康威胁。土壤中栖息着地球上最丰富多样的微生物，其中活性耐药菌在驱动土壤耐药性传播中具有关键作用。然而，由于高达99%的土壤微生物不可培养，针对土壤原位活性耐药菌的探索较少，土壤中抗生素耐药性风险的研究面临挑战，阻碍了AMR环境行为及阻控策略的发展。　　虽然分子生物学技术提升了我们对土壤微生物组和抗性组的认识，但基因信息仅反映耐药潜力而非耐药表型，且不能区分胞外、死亡或休眠菌的DNA，因此难以解析具体发挥作用的耐药微生物，影响AMR健康风险的精确评估。基于培养的方法仅能关注少数可培养的指示菌，忽视了土壤中大量未培养菌的贡献。因此，亟需开发合适的技术手段，从表型和基因型两个层面全面解析土壤中重要的活性耐药菌。　　中国科学院院士、中科院城市环境研究所研究员朱永官团队在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上，发表了题为Active antibiotic resistome in soils unraveled by single-cell isotope probing and targeted metagenomics的论文。该研究通过发展单细胞拉曼-稳定同位素标记和靶向宏基因组联用技术，示踪了土壤原位活性抗生素耐药菌，量化了其表型耐药水平，并结合单细胞靶向分选与测序揭示了土壤高活性耐药菌的抗性组和移动组。朱永官团队长期致力于环境耐药性研究，并在“One Health”的背景下提出监测和防控抗生素耐药风险的方法理论框架。　　该研究利用单细胞拉曼-重水同位素标记技术，针对土壤的复杂性以及对抗生素有效性的影响，通过优化抗生素剂量、孵育时间、采谱深度，建立了准确示踪土壤活性耐药菌的单细胞方法与判别标准，利用土壤原位环境的多种已知抗性菌和敏感菌，对方法在不同土壤和不同机制抗生素的普适性和准确性进行交互验证，将方法从简单的临床耐药菌的研究拓展至包含大量未培养菌的复杂土壤环境。　　利用该方法，研究在单细胞水平和表型层面克服培养限制，直接示踪和定量了土壤原位活性耐药菌的丰度和活性水平，揭示了人类活动（如农业耕种和污染排放）显著增加土壤的表型耐药水平。由于高代谢活性耐药菌对AMR环境传播的重要作用，研究进一步提出将表型耐药水平作为环境AMR风险评价的新指标，改进了长期以来AMR风险评价仅有基因信息而无耐药表型信息的境况。　　该研究针对拉曼技术识别具有潜在健康风险的高度活跃土壤耐药菌，利用单细胞分选与靶向宏基因组测序技术，鉴定出多数高表型耐药菌属于之前难以研究的未培养菌以及一株新型的抗生素抗性病原菌，证明了土壤未培养菌是AMR的重要宿主。科研团队在单细胞水平破译了活性耐药菌携带的抗性基因、毒力因子、可移动遗传元件（包括质粒、插入序列和前噬菌体）。该工作将多种抗生素耐药表型和多种基因型关联，为剖析环境中大量未培养耐药菌提供了崭新的方法。　　该工作发展的单细胞拉曼结合靶向宏基因组的方法，为复杂环境耐药研究提供了新手段，深化了科学家对土壤活性抗生素耐药性的认知。该方法可广泛用于其他生态系统，并对在“One Health”框架下推进环境耐药性的风险评估与制定防控策略具有重要价值。研究工作得到国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、创新研究群体项目、面上项目，以及中科院基础前沿科学研究计划“从0到1”原始创新项目的支持。

拥有明星云集的科学联合创始人团队的新初创公司 Delve Bio 于6月20日表示，已启动 3500 万美元的 A 轮融资（约折合人民币2.5亿）。这家总部位于旧金山的公司将利用这笔由 Perceptive Advisors 牵头、Section 32 和 GV 参与的资金，将其基于宏基因组测序的传染病测试商业化，并推进其产品线。Delve Bio 联合创始人兼 Chan Zuckerberg BioHub 总裁 Joe DeRisi 表示：“我们坚信，宏基因组下一代测序可以对传染病提供最具决定性、公正性和可操作性的诊断。Delve 将传染病诊断和宏基因组学的最新创新结合在一起，以实现显着提高传染病诊断、发现和管理的精度和范围的承诺，包括宿主反应、抗菌素耐药性检测等的整合。”作为联合创始人加入 DeRisi 的还有哈佛大学和 Broad 研究所的 Pardis Sabeti、加州大学旧金山分校的 Charles Chiu、加州大学旧金山分校的 Michael Wilson 和 Dana-Farber 癌症研究所的 Matthew Meyerson。Foundation Medicine 前首席执行官兼董事长 Michael Pellini 已加入该公司董事会。Delve Bio 是 UCSF 的衍生公司，其测试是在 UCSF 的下一代精确诊断中心开发的。该诊断平台使用下一代测序分析单个患者样本中的所有核酸，以无假设的方式同时检测细菌、真菌、寄生虫和病毒。Delve Bio 还提供专有的计算管道，可快速分析数亿个序列以准确识别病原体。Delve Bio 持有 UCSF 宏基因组 NGS 平台开发和商业化的独家许可，包括其经过临床验证的脑脊液脑膜炎和脑炎检测。Delve 联合创始人兼首席执行官 Brad Murray 表示：“虽然基因组测试对肿瘤学、罕见疾病和女性健康产生了变革，但传染病在很大程度上被忽视了。我们成立 Delve Bio 的愿景是将传染病诊断带入基因组学时代，使患有复杂且往往危及生命的感染（无法常规诊断）的患者能够得到明确的诊断。”

据知情人士透露，日本消费电子巨头索尼(Sony)公司计划与 Illumina 成立一家合资企业，并推出人类基因组分析业务。这家合资企业将在日本开展基因组信息分析，并向制药公司出售数据库中的信息。索尼公司目前已将医疗领域作为核心业务。　　这家合资企业将由索尼的子公司 M3 与 Illumina 合作成立。它将利用 Illumina 的测序仪器对医院及其他医疗机构提供的血液样本进行分析。此外，它还会积累来自患者个体的分析数据，并出售给制药公司、科研院所及其他机构。　　实际上，去年 10 月，索尼总裁平井一夫(Kazuo Hirai)就宣布，到 2020 年之前，该公司医疗业务的销售额将从目前的数百亿日元提高到 2000 亿日元(折合 20.4 亿美元)。　　基因组信息分析将为索尼的医疗部门带来快速扩张的机会。它目前的应用也在不断扩展，如预测个体是否有可能罹患疾病。之前，好莱坞明星安吉丽娜&bull 朱莉通过基因检测发现她患上乳腺癌的风险较高，故接受了双侧乳腺切除术。　　在日本，基因组分析目前主要由理化学研究所(Riken national research institute)及其他大型研究机构来开展。理化学研究所的一位高级官员表示，越来越多的公司将也有可能开展基因组分析业务。　　&ldquo 多亏了先进设备的引入，基因组分析才变得更加容易开展，&rdquo Riken基因组网络分析支持项目的主管 Naoto Kondo 谈道。　　索尼子公司 M3 为医生提供医学论文的信息及其他服务，目前在日本已有一些固定的客户。利用 M3 的知名度和坚实的客户基础，索尼希望其新业务能收到尽可能多的订单。　　因传统电子业务的增长空间有限，索尼等电子巨头也开始进军新的市场，希望能够找到新的利润增长点。医疗器械等领域便成为他们主攻的方向之一。　　今年 4 月，索尼和奥林巴斯共同宣布成立索尼奥林巴斯医疗解决方案公司。新公司注册资金 5000 万日元，由索尼控股 51%，奥林巴斯持股 49%，旨在整合索尼在数码影像等电子领域的技术与奥林巴斯的镜头光学技术及其在医疗产品领域的制造和研发经验，从事创新医疗产品的研发、设计、生产和营销。

据日本媒体报道，索尼公司计划与Illumina成立一家合资企业，并推出人类基因组分析业务。　　据知情人士透露，这家合资企业将在日本开展基因组信息分析，并向制药公司出售数据库中的信息。索尼公司目前已将医疗领域作为核心业务。　　这家合资企业将由索尼的子公司M3与Illumina合作成立。它将利用Illumina的测序仪器对医院及其他医疗机构提供的血液样本进行分析。此外，它还会积累来自患者个体的分析数据，并出售给制药公司、科研院所及其他机构。　　实际上，去年10月，索尼总裁平井一夫(Kazuo Hirai)就宣布，到2020年之前，该公司医疗业务的销售额将从目前的数百亿日元提高到2000亿日元(折合20.4亿美元)。　　基因组信息分析将为索尼的医疗部门带来快速扩张的机会。它目前的应用也在不断扩展，如预测个体是否有可能罹患疾病。之前，好莱坞明星安吉丽娜&bull 朱莉通过基因检测发现她患上乳腺癌的风险较高，故接受了双侧乳腺切除术。　　在日本，基因组分析目前主要由理化学研究所(Riken national research institute)及其他大型研究机构来开展。理化学研究所的一位高级官员表示，越来越多的公司将也有可能开展基因组分析业务。　　&ldquo 多亏了先进设备的引入，基因组分析才变得更加容易开展，&rdquo Riken基因组网络分析支持项目的主管Naoto Kondo谈道。　　索尼子公司M3为医生提供医学论文的信息及其他服务，目前在日本已有一些固定的客户。利用M3的知名度和坚实的客户基础，索尼希望其新业务能收到尽可能多的订单。　　因传统电子业务的增长空间有限，索尼等电子巨头也开始进军新的市场，希望能够找到新的利润增长点。医疗器械等领域便成为他们主攻的方向之一。　　今年4月，索尼和奥林巴斯共同宣布成立索尼奥林巴斯医疗解决方案公司。新公司注册资金5000万日元，由索尼控股51%，奥林巴斯持股49%，旨在整合索尼在数码影像等电子领域的技术与奥林巴斯的镜头光学技术及其在医疗产品领域的制造和研发经验，从事创新医疗产品的研发、设计、生产和营销。

p style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 500px HEIGHT: 300px" title="20159795562860.jpg" border="0" hspace="0" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201509/noimg/6c6ac7b1-a85f-479c-a0ae-1a351b7f6b30.jpg" width="500" height="300"//pp style="TEXT-ALIGN: center"strong英国计划到2017年对10万人进行基因组测序（/strong图片来源：Sergey Nivens）/pp　　美国加州一对龙凤胎出生后，他们的父母非常忧虑：两个婴儿不仅发育缓慢，而且肌肉松软无力。大脑扫描结果显示，男婴或存在大脑性麻痹 然而医生对造成女婴震颤和癫痫的原因却不清楚。一连串的检测均未能确诊两名婴儿的病因，当两名孩子5岁时，开始服用左旋多巴(用于治疗帕金森氏症的一种药物)进行治疗，然而该药物疗效有限。/pp　　直到2010年，这对双胞胎14岁后，全基因测序才结束了他们的病因诊断之旅。测序结果发现，参与墨蝶呤还原酶(这种酶参与生成神经递质多巴胺和5-羟色胺)基因编码的一个基因产生了一对突变。医生在临床治疗中加入了5-羟色胺之后，男孩的运动能力增强了，女孩也不再受到突然的、让人喘不过气的痉挛的折磨了。/pp　　strong国家基因工程/strong/pp　　类似的病例激发了科学家进一步探索基因疗法的雄心。实际上，由于基因测序可以探查到与特定疾病相关的基因，该疗法正在成为一种日益受欢迎的诊断方法。但这种测序通常很难给出诊断结果，因为它们往往聚焦于部分基因组序列的已知基因。诸如上述双胞胎案例，研究人员和临床医生需要进一步对一个人的全基因组序列进行检测，才能发现致病基因。当前，全基因组测序仅用于个别案例，但是许多大规模计划正考虑把全基因组分析纳入常规医疗保健体系。/pp　　英国就是其一。通过10万人基因组计划(该项计划于2012年发起，并得到首相戴维· 卡梅伦的支持)，该国已经在基因医学方面迈出了一大步。/pp　　作为3亿英镑计划的一部分，10万人基因组计划到2017年将对被纳入英国国家医疗服务系统(NHS)的10万名癌症患者、罕见病患者以及传染病患者进行全基因组测序。该计划的目标是通过把疾病和精确的基因特征相关联，从而根据患者的个体需求提供精准治疗，最终刺激英国基因组学产业的发展。/pp　　由国家资助的、一体化的英国医疗卫生系统对于开展如此大规模的基因医学研究非常理想，牛津大学医学研究专家John Bell说，他也是基因组学英格兰公司的理事之一，该公司是NHS下属的一家旨在管理和运行10万人基因组计划的公司。NHS已经拥有大量个人临床信息，把这些信息和详细的基因组数据结合，将更有利于在医学和基因之间的联系上获得重要发现。现在，证明全基因组分析有助于诊断疾病的证据已经越来越多，长远来看，这项计划的目标是让全基因组成为NHS常规记录的一部分，Bell说。/pp　　然而，在实现这一愿景之前，10万人基因测序计划仍须跨越一些障碍。除了提取和测序大量个人基因的烦琐任务外，还存在辨别哪些基因突变会导致疾病、哪些突变是有害的等诸多问题，回答这些问题将需要处理海量数据，且耗时漫长，因此也需要专业公司设计出更先进的软件。/pp　　strong发展势头强劲/strong/pp　　冰岛是首个对其公民实施大规模基因分析计划的国家。很多国家随后也开展了同样有着明确目标的计划：把公民健康和基因组测序相联系。在美国，“精准医学计划”打算对100万名志愿者进行基因测序，而正在酝酿的“百万老兵计划”目标也是在美国退伍军人之间开展类似的计划。其他正在进行类似项目的国家还包括加拿大、澳大利亚、日本、韩国、新华坡、泰国、科威特、卡塔尔、以色列、比利时、卢森堡和爱沙尼亚。/pp　　但英国的10万人基因工程发展势头最为强劲，该工程已经注册了3500名罕见病患者、2000名癌症患者，该工程共计划招募约7.5万人。最终招募的罕见病患者与其亲属将包括5万人，由于80%的罕见病会遗传，所以该项目将会对罕见病遗传者(通常是孩子)和与血缘关系最近的亲属进行基因组测序。其他的2.5万人将包括癌症患者，他们的基因组序列将会进行两次检测(肿瘤DNA将会被用于和该患者的正常细胞作对比)，从而让测序总量达到10万人次。/pp　　该项目的目标是，希望可以让参试者受益于临床分析，而且他们的基因组数据还会对全社会的患者贡献价值。比如，医生通过把一名患者的前列腺癌症基因和英国基因数据库中的数据作对比，可能揭示出该病背后的具体基因模式。医生可能会找出具有同样基因模型的其他患者，然后了解哪些药物和程序对患者有益。/pp　　strong寻找合作伙伴/strong/pp　　现在，基因组学英格兰公司正在为基因检测过程中的各个步骤——从提取DNA样本到分析基因组——寻找行业合伙人，总部位于加州圣迭戈的测序设备生产商Illumina公司就是合作者之一，该公司正在进行基因测序以及区分基因变异(即识别变体)等工作。该公司目前仍在位于英国小切斯特福德的分公司从事这项工作，但随着该项目规模日益扩大，未来数月，相关测序仪器将会被运往欣克斯顿威康信托基金会基因组校园。/pp　　Illumina正在利用高通量测序处理提取的DNA样本，以获得As、Ts、 Cs和Gs等DNA构建模块短片段的字符串。这些片段会通过运算被组合成一个一个连续的序列，然后科学家会通过生物信息学把这些生成的全基因组和人类参照基因组(由国际基因组参照序列合作体持续更新的一个人类基因组的典型范例)进行对比。其目的是发现和这个范例不同的每一处偏离：即每个基因变异。/pp　　为了识别这些变异，Illumina团队将使用该公司的艾萨克工作流—— 一种计算基因序列和识别变体工具的开放源代码——辨别每个基因组潜在的成千上万个变异中哪种变异与个体疾病相关联。基因组学英格兰公司将会对位于科舍姆安全数据中心的全部10万份基因组样本的序列和变异进行收集与分析。但是这家NHS下属的公司还要决定在这一过程中采用哪些软件：在选择最终用于该计划的软件之前，该公司将和Illumina等科研机构合作，以验证、测试以及提高现存的许多变体识别算术公式。/pp　　当前，Illumima公司已经对10万人基因工程中的3000多个基因组进行了测序，现在每天仍在进行更多的测序工作。“对于各种分析结果，公司将会收集和报告在DNA具体部位发现的不同种类的胚胎和体细胞变异。”该公司人口测序计划执行经理Peter Fromen说。这些变异可能包括插入或删除部分核苷酸，或是用一种核苷酸替代另一种核苷酸。此外还包括结构变异，比如一个基因复制数量的变化。/pp　　strong亟待软件创新/strong/pp　　在此项工程中，每个变异都会被拿来和现有变异数据库中的数据进行对比，这些数据库包括诸如核苷酸多态性数据库(dbSNP) 美国国立卫生研究院下属的一个短基因变异数据库 编纂了全球人类基因变异目录的国际研究计划 外显子组聚集联盟(ExAC)数据库 外显子组测序数据集等。由于该工程工作量极大，参与考量的10家最顶尖的公司将负责为该项目的首批8000名患者提供评注以及解释类的服务工作。目前基因组学英格兰公司已经把中标公司缩减到了其中的4家，并要求这些公司通过相关测试阶段，并达成一项协议。/pp　　据悉，剑桥的Congenica和加州的Omicia公司将分析罕见病基因 加州的Nanthealth公司将分析癌症基因 马萨诸塞州坎布里奇市的WuXi NextCODE公司将分析癌症和罕见病两者。加州圣迭戈的Cypher Genomics公司和与其合作的马里兰州的Lockheed Martin公司将成为保留的候选公司。这些公司此前均有相关领域的工作经验。/pp　　这些公司都将使用高性能计算机解释基因数据，并将在基因组学英格兰公司的安全数据中心工作，对数据进行分析。它们的宗旨是提供自动化服务，因为当前解释下一代测序数据在很大程度上仍要采取手动程序，这一过程须耗费大量时间。因此，每个公司都会带来其自有的、不同的专业知识和经验，以处理这些棘手的解读问题。/pp　　NHS并不擅长技术创新，Bell说，但基因组学英格兰公司在这一方面具备改革能力。对该公司来说，整个10万人基因组计划的目的是为临床医学提供答案。但是在诊断资料解析抵达医生和患者之前，科学家团队和临床医师需要分析这些数据。目前，10万人基因组工程已经进行了一系列活动，这对全基因组学领域的发展可能是有力的促进因素。它将会带来许多商业和学术机遇，可能会让基因医学最终实现其众望所归的前景，为受疾病折磨的患者带来益处。/p

p style="text-align: center "img title="20170815021406938.jpeg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/c16aef1a-48bf-40f9-94ee-47803ed7e7ca.jpg"//pp　　IBM与纽约基因组研究中心(NYGC)针对数十个脑部癌症患者的基因组学进行了研究，报告显示IBM Watson仅用10分钟时间就完成对脑癌患者基因组的分析，但人类专家需要用160个小时来完成同样的工作。但IBM Watson提出的治疗方案并没有人类专家的方案精确周到。/pp　　本文主要分析研究中解决的两个问题：1)是否扫描整个基因组比只进行“基因面板”测试得到的信息更全面 2)将IBM Waston和NYGC专家团队所做的基因组分析进行比较。/pp　　本文来源于spectrum.ieee.org，作者Eliza Strickland 由亿欧编译。/pp　　在治疗脑部癌症的时候，时间是至关重要的。/pp　　IBM与纽约基因组研究中心(NYGC)针对数十个脑部癌症患者的基因组学进行了研究，该研究报告显示IBM Watson仅用10分钟时间就完成对脑癌患者基因组的分析，并提出了一项治疗计划，这展示了人工智能在改善病人护理方面的潜力。然而，人类专家需要耗费160个小时做出类似的计划。虽然Waston在时间方面领先，但其治疗意见和效果可能并不是最佳的，因此这并不意味着机器将完全战胜人类。/pp　　该研究基于以下案例。一名患有头痛和行动困难症状的76岁男子去医院检查，脑部扫描显示为恶性胶质母细胞瘤，于是医生快速实施治疗计划。IBM Waston和医生都对该男子的基因组进行了分析，并分别提出了一项治疗方案，但不幸的是，该男子病情恶化太快，不久后便去世了。/pp　　IBM不断致力于优化其认知技术平台Waston，以应对医疗方面的多重挑战，包括加快药物研发速度，以及提高患者护理方法，其特点是其自然语言处理能力。因此，在基因组学方面，Waston可以自行查阅来自医疗文献及其他来源的2300万篇期刊文献，并进行消化理解。Watson基因组学科研团队的负责人Laxmi Parida表示，大多数癌症患者在检查基因突变时，并没有扫描体内的整个基因组(包括30亿个DNA单位)，而是只进行“基因面板”测试，即只检查那些在已知癌症中起作用的基因子集。相对于全基因组检测，“基因面板”测试快速，但结果可能并不全面。/pp　　这项新研究发表在《神经遗传学》杂志上，并引用上述76岁患者的案例来阐述以下两个问题。/pp　　首先，研究人员想知道是否扫描整个基因组比只进行“基因面板”测试得到的信息更全面呢?Parida说：“我们试图解答这个问题，是否全基因组检测会得到更多有用的信息?”这个问题的答案是肯定的。NYGC的临床医生和Waston发现，那些不在“基因面板”测试范围内的基因突变有助于为找到潜在药物和临床试验提供建议。/pp　　其次，研究人员希望将IBM Waston和NYGC专家团队所做的基因组分析进行比较。Waston和NYGC专家团队都获得了病人的基因组信息，并识别出了突变的基因，然后通过医学文献来检查这些突变是否在其他癌症中有所出现，继而寻找治疗成功的相关报告，最终检查患者是否具备临床试验的条件。专家团队花费160个小时来完成这一系列操作，而Waston则在10分钟内完成。/pp　　尽管Waston率先提出解决方案，但其方案可能不是最好的。NYGC的临床医生发现了两种基因突变，综合考虑来看，医生建议患者参与临床试验。如果患者具备参与临床试验的条件，他就会被纳入这个实验，作为其生存的最佳机会。但Waston并没有综合考虑这些信息，因此Waston没有建议患者进行临床试验。/pp　　虽然人们很容易把这项研究看作是人类和人工智能之间的竞争，但NYGC的负责人兼首席研究员Robert Darnell并不这样认为，他表示：“NYGC提供了肿瘤学家和生物学家的临床输入，但Waston提供的注释使分析更加快速。”/pp　　Robert Darnell表示，医生需要像Waston这样的人工智能工具，才能跟上医疗数据的迅猛增长。IBM的Parida指出，近年来，全基因组测序成本直线下降，这使得全基因组测序将很快成为癌症治疗的常规部分。如果IBM Watson或类似的人工智能系统能够迅速获得这些数据，那么他们就有机会及时提供治疗建议，以挽救类似脑癌患者的生命。/pp　　Darnell表示，他希望IBM Waston将成为癌症治疗的一个常规部分，因为临床医生需要处理的数据实在是太庞大了。他说：“我认为，让医生投入更多的精力来处理雪崩一样的数据不是很好的选择。时间对患者来说是非常重要的一个因素，机器学习和自然语言处理工具或许能够提供更多有价值的东西。”/pp/p

近日，国家临检中心发布全国下呼吸道感染宏基因组（DNA和RNA）高通量测序室间质评预研活动结果报告。本次接受报名的实验室 131 家，实际收到 122 家有效回报结果。如图 1 所示，基于评分方法，122 家实验室所得成绩分布如下：100 分的实验室 11 家，80~99分（含 80 分）的实验室 40 家，60~79 分（含 60 分）的实验室 22 家，低于 60分（不含 60 分）的实验室 49 家。按照≥80 分为合格的标准，合格率为 41.8%（51/122）。本次质评预研活动从检测分析敏感性、特异性、报告解读等多个方面考核了国内实验室检测常规呼吸道标本中 DNA 和 RNA 病原体的能力。总体而言，各实验室的检测流程存在较大差异，检测水平参差不齐。通过对回报数据的分析，发现主要存在以下问题：（一）检测流程差异大，质量保证不完善1. mNGS 检测流程差异大且存在变化从 122 家实验室的检测流程来看，mNGS 检测方法呈现两个特点：（1）复杂多样。各实验室的微生物破壁方式、DNA 和 RNA 提取、富集、文库制备、测序平台、微生物比对算法、公共数据库和背景微生物数据库等均有较大不同；（2）存在变化。与 2021 年下呼吸道宏基因组测序 EQA 相比，绝大多数实验室两次参评报告的检测方法均有所不同，调整的环节包括核酸提取试剂、文库构建试剂、序列比对软件及数据库组成等各个方面。2. 质量保证尚不完善参与本次预研活动的 122 家实验室中，26.2%（32/122）的实验室未使用阳性质控，3.3%(4/122)的实验室未使阴性质控，27.0%（33/122）的实验室未使用内参，11.5%（14/122）的实验室尚未完成性能确认工作。全面验证过分析敏感性（最低检测限）、精密度（重复性和再现性）、分析特异性等基本性能指标的实验室仅占 76.2%（93/122）。由于 mNGS 检测流程的差异，以及实验室流程存在不确定性，以及各实验室质量保证的不完善，使得 mNGS 实验室检测的质量存在一定问题。目前 mNGS12检测均为自建方法，标准操作流程（SOP）的建立和性能确认的完成是开展临床服务的前提条件，完善的室内质量控制是保证实验室日常检测质量的有效手段，此外，实验室需明确，SOP 不应随意改变，如确需变更，应先进行相应的性能确认。（二）假阴性和假阳性问题与 2020 年开展的宏基因组 EQA 相比，本次 EQA 在细菌真菌检测的基础上，增加了实验室对 DNA 病毒和 RNA 病毒检测能力的考察。整体而言，实验室对各类病原体的检测能力依次为真菌细菌DNA 病毒RNA 病毒。实验室的假阴性结果主要集中在 RNA 病毒的漏检，这可能与 RNA 病毒不稳定、基因组远小于细菌和真菌和实验操作中（去宿主、珠磨破壁）造成 RNA 病毒损失有关。（三）实验室结果解读能力有待提高实验室依据病例信息未能做出准确诊断的原因有两个层面：一是检出效果不理想，未检测到病原体因而无法报告的错误类型占比较少，在 2022S10-2022S13样本中分别占 5.7%（7/122）、4.1%（5/122）、4.1%（5/122）和 0.8%（1/122），当检出的假阳性微生物较多时，也会干扰准确病原体判断；二是报告解读能力不足，在 2022S10-2022S13 样本中，分别有 36.8%（45/122）、22.1%（27/122）、20.5%（25/122）和 10.7%（13/122）的实验室检测到了真正的病原体，但没有依据病例信息做出准确的临床诊断。在混合感染病例样本漏报病原体和其他单病原体感染样本中多报其他微生物，都反映出对不同类型病原体感染的临床特点和微生物致病情况等相关知识的匮乏。因此，在结果报告时，多学科专家（临床医学家、微生物学家以及生信分析专家等）的共同参与将有助于 mNGS 检测结果的正确解读。成绩合格的实验室（按单位名称拼音排序）：阿吉安（福州）基因医学检验实验室安徽省感染病诊断中心安徽医科大学第一附属医院感染科实验室北京大学人民医院检验科北京善通医学检验实验室有限公司北京圣诠基因医学检验实验室北京予果医学检验实验室有限公司成都圣元医学检验实验室重庆基拯医学检验所有限公司大连医科大学附属第一医院国家基因检测技术应用示范中心复旦大学附属儿科医院分子医学中心复旦大学附属中山医院精准医学中心甘肃省妇幼保健院检验科广东省中医院病理科-基因联合实验室广西医科大学第二附属医院遗传与基因组医学中心广州达安基因高通量测序实验室广州华银医学检验中心有限公司广州微远医学检验实验室广州金域医学检验实验中心有限公司杭州迪安医学检验中心有限公司杭州杰毅医学检验实验室有限公司杭州求臻医学检验实验室有限公司华中科技大学同济医学院附属同济医院检验科华中科技大学协和深圳医院检验医学中心吉林大学第一医院基因诊断中心济南爱新卓尔医学检验实验室江门市中心医院检验科解放军总医院第八医学中心呼吸与危重症医学部研究所陆军军医大学第一附属医院感染病科实验室南昌大学第一附属医院精准医学中心南京格致医学检验实验室山东大学齐鲁医院检验科陕西佰美医学检验实验室上海儿童医学中心转化所感染研究室上海交通大学医学院附属瑞金医院临床微生物科上海探洇医学检验实验室有限公司深圳市第二人民医院中心实验室沈阳市第十人民医院中心实验室天津华大医学检验所天津金匙医学检验实验室微岩医学科技（北京）有限公司武汉凯德维斯医学检验实验室武汉康圣达医学检验所有限公司粤北人民医院检验科长沙博奥医学检验实验室浙江大学医学院附属第一医院检验科浙江洛兮医学检验实验室中国医科大学附属第一医院检验科中南大学湘雅二医院感染科实验室中南大学湘雅二医院临床分子诊断中心中山大学附属第一医院检验科

近日，迪安诊断（300244）研发中心与数智中心数字化交付平台团队共同开发了微生物分子药敏检测管理系统。该系统简化数据传输和管理，规范结果解读，保障数据安全，可辅助实验室独立开展检测并快速报告。系统的发布扩大了宏基因检测平台的项目支持范围，使宏基因组高通量测序(mNGS)技术惠及更多的病患。　　微生物分子药敏检测是一种利用分子生物学技术，如PCR、质谱、基因组测序等，来检测病原体对抗菌剂的敏感性的方法。相比于传统的培养法，微生物分子药敏检测具有速度快、灵敏度高、特异性强、覆盖范围广等优点，可以在短时间内提供更准确和全面的结果，帮助临床医生选择合适的抗菌剂治疗患者，降低耐药性发生的风险，提高治愈率和预后。　　近年来，病原微生物的基因测序技术与行业发展迅速，已形成数十亿产值的检测服务市场。微生物分子药敏检测也面临着一些问题和挑战，如实验流程复杂繁琐、数据传输和管理不便捷、结果解读和报告缺乏标准化和规范化、数据安全性不高等。　　对此，迪安诊断快速搭建自身的病原微生物基因测序服务体系，为各科研中心、医疗机构提供数智化整体解决方案，以更好地服务于临床客户。　　微生物分子药敏检测管理系统　　迪安诊断宏基因检测平台　　迪安诊断宏基因检测平台是“测序+分析+报告”一体的完整病原微生物检测解决方案。依托迪安诊断自主研发的算法、知识库、规则引擎，平台实现了病原微生物基因检测的全流程检测线上化，提供可视化的数据分析和结果比对功能，更好的助力临床精准诊疗。　　公司持续秉持扎实做好自身产品迭代，严格执行质量管理体系的要求，不断提升与稳固病原检测能力和质量管理水平的原则。此外，迪安诊断还致力于推动mNGS行业的标准化和规范化应用，以期为临床感染精准诊断贡献专业力量。

WHO建议，预防EHEC感染，关键要把食物&ldquo 煮透&rdquo ，至少使食物中心的温度达到70℃。多位卫生专家也表示，勤洗手和对生鲜蔬菜采取严格的卫生措施，将有效预防EHEC的感染。　　5月中旬，一种被称为EHEC(肠出血性大肠杆菌)耐抗生素细菌导致的疫情在德国北部集中暴发。　　在过去一周内，共发现1000多例EHEC确诊或疑似病例，遍布德国16个州中的15个州，目前已证实有10人死亡。　　EHEC疫情蔓延　　5月15日，德国下萨克森州一位83岁老妇被发现有严重肠出血症状后，被紧急送往医院。21日，她在医院死去。不久之后，德国卫生部门证实，这位老妇被EHEC中的一种亚型感染。　　情况还在恶化。5月24日早些时候，Bremen的一位年轻妇女也因感染EHEC在当地医院死亡 还有一位感染EHEC的妇女死亡原因尚不明朗。　　不仅如此，目前感染EHEC的患者中，有40名重度患者情况不容乐观，他们不同程度地出现了肠出血、腹水和肾功能衰竭症状。　　更可怕的是，此次流行的EHEC亚型是经过变异的耐抗生素细菌，疑似超级细菌。　　&ldquo 当前的疫情超过了任何一次历史上的状况，EHEC从没有在德国如此集中暴发。&rdquo 来自基尔市石勒苏益格&mdash 荷尔施泰因(Schleswig-Holstein)医学院的生物学家Werner Solbach说。　　事实上，德国每年大约有1000人感染此类细菌。然而最近一星期的感染人数，已经相当于过去一年的总和，且2/3是女性。　　更令人担心的是，目前的疫情已经不限于德国。据德国媒体报道，与德国北部接壤的丹麦已出现一例初步确诊感染EHEC的病例和至少6例疑似病例。　　不过，德国相关部门的反应速度值得称道。在不到半个月的时间里，卫生部门宣称找到了导致这次疫情的始作俑者。　　5月24日，位于德国不伦瑞克的亥姆霍兹联合会传染病研究中心使用电子显微镜获得了此次感染的EHEC的电镜照片。而该国明斯特大学医院26日则宣布，此次疫情是由被称为&ldquo Husec41&rdquo 的EHEC亚型变异引起的。　　同样是在26日，德国汉堡卫生研究所宣布，在产自西班牙的生鲜黄瓜中检测出了EHEC病菌，目前专家还无法排除其他食品携带这种病菌的可能性。　　在德国北部，中国留学生秦涛(化名)则发现，他所在地区的超市已将所有来自西班牙的黄瓜下架。　　看来，EHEC以蔬菜为传染媒介有迹可循。　　从此前世界卫生组织(WHO)公布的研究资料来看，越来越多的EHEC暴发与食用水果和蔬菜(芽苗菜、生菜、凉拌卷心菜、色拉)有关，污染可能是由于种植或处理期间的某一阶段接触到了家畜或野生动物粪便所致。　　中国疾控中心首席科学家曾光向《科学时报》记者表示，中国疾控中心肯定在密切关注德国的疫情。但此外，他并未透露更多信息。　　中国机构出援手　　&ldquo 汉堡大学医学院主动和华大基因研究院取得了联系。&rdquo 欧洲华大市场总监韩新华说。　　原来，汉堡大学医学院计划通过对该致病性大肠杆菌进行DNA测序，从而了解菌种的变异信息。鉴于欧洲华大的测序能力在欧洲已有了一定的知名度，他们在第一时间寻求和中国伙伴的合作。　　欧洲华大也作出承诺，不但会对这次发现的变种EHEC进行测序和基因组分析，而且不会收取任何费用。　　&ldquo 我们将协助德国研究人员尽快找出致病原因、确定治疗方案，以便及时采取有效的措施，防止疫情进一步恶化。另外，也会为其在药物筛选、新药研发、后期预防等方面提供主要依据信息。&rdquo 韩新华说。　　记者了解到，此次汉堡大学医学院委托的测序工作，将在中国深圳进行。在被问到什么时间可以公布结果时，韩新华称华大基因有几个不同级别的测序方案，但时间目前不好估计。　　而一位不愿意透露姓名的专家告诉《科学时报》记者，大肠杆菌的基因组较小，测序在一天左右即可完成，加上序列拼接和基因组分析，&ldquo 时间可能在数天内&rdquo 。　　EHEC的前生后世　　作为大肠杆菌的一种，虽然EHEC可引起严重的食源性疾病，但大部分大肠杆菌是生存于人和温血动物肠道内的常见细菌，大多数菌株并无害。　　EHEC属于大肠埃希氏菌，所导致的感染可以产生轻度腹泻、出血性肠炎(HC)、溶血性尿毒综合征(HUS)、血栓性血小板减少性紫癜(TTP)等。此次的变种亚型可引起较严重的溶血性尿毒综合征，并导致肾衰竭。　　在此次疫情暴发之前，导致大规模疫病的EHEC多以O157：H7血清型菌株为主，它是一种能产生志贺毒素的大肠杆菌。　　1996年，日本暴发EHEC疫情，造成9451人发病，似与学校午餐中食用污染的萝卜缨有关 2006年，美国也遭受过一次EHEC侵袭，造成1人死亡、14人肾脏损伤，至少94人因此住院治疗。　　而这次，发生在德国的EHEC感染与以往都有不同。　　据德国媒体报道，以往超过八成的EHEC病人都在18岁以下，而这次大部分患者是成年人，而且大部分是注重健康的女性。　　韩新华告诉《科学时报》，欧洲华大的德方合作单位确认，抗生素对此次的EHEC病原几乎失效。　　但中国疾控中心传染病研究所所长徐建国却有些不同意见。他告诉记者，EHEC对一些抗生素耐药很正常。但是不是几乎所有的抗生素都失效，则需要经过很严格的实验调查。　　事实上，对几乎所有抗生素都耐药的细菌以NDM-1为代表，但是目前它只在医院中有较多感染，传播能力并不强。　　不管如何，这种疑似&ldquo 超级细菌&rdquo 会致严重的疾病后果。WHO认为，规范的卫生习惯可预防很多食源性疾病病菌的传播。　　WHO建议，预防EHEC感染，关键要把食物&ldquo 煮透&rdquo ，至少使食物中心的温度达到70℃。多位卫生专家也表示，勤洗手和对生鲜蔬菜采取严格的卫生措施，将有效预防EHEC的感染。

2011年7月20日，安捷伦公司今天宣布，Molecular Genomics已成为安捷伦芯片基因组分析在东南亚的首个认证服务提供商。　　Molecular Genomics将使用安捷伦的CGH/SNP芯片、基因表达和microRNA产品提供芯片服务。　　Molecular Genomics在今年早些时候从Genomax Technologies公司分出，主要提供基因组学合同研究服务，其服务的对象是新加坡及其他东南亚地区的生命科学机构和生物科技公司。　　Molecular Genomics首席技术官Jeffrey Wee在一份声明中说，“安捷伦芯片平台将是公司提供基因组学服务的核心平台之一。”

近日，英国基因组分析中心(TGAC)主办了一个关注基因测序数据处理的研讨会，其旨在更好理解下一代测序(NGS)数据，促进高效的NGS数据存储、检索、分析、工作流程的发展。研讨会报告内容涵盖数据分析和管理、生物信息学培训、功能和病原体基因组学等领域。　　共有28个国家的70名相关人员参与会议，探讨了最先进的NGS数据分析、目前面临的挑战及应用等问题。该研讨会也是TGAC与欧洲合作伙伴SeqAhead科学技术合作(COST)行动的一部分，旨在为科学团体制定一个协调的行动计划，从而利用先进的生物信息学技术处理不断发展的NGS数据。　　NGS技术可以使用高通量的方法，将测序过程并行化，能够同时处理成千上万的DNA序列。这些技术以史无前例的规模产生着数据。这些新技术产生的大量数据需要新的数据处理及存储方法，使得生命科学领域迫切需要新的、改进的方法以促进NGS数据的管理和分析。　　TGAC是一个关注基因组学和计算生物学发展的研究机构。TGAC是获得英国生物技术与生命科学研究理事会(BBSRC)战略性资助的8个机构之一。TGAC可以提供先进的DNA测序设备，其多元互补的数据生成技术在整个领域中都是极其突出的。这个机构是英国从事多重及复杂数据集研究、分析、注释的创新性生物信息学中心。它拥有欧洲生命科学研究领域最大的计算硬件设备。　　TGAC同样也积极参与到发展新平台的工作，为不同学术或业界用户提供计算工具或处理能力，促进计算生物科学的应用。另外，TGAC还以课程和研讨会的形式提供培训项目，针对学校、教师以及普通群众通过对话、科学交流活动形式推广项目。

华大基因3月22日宣布将参与全球最大微生物基因组研究项目EarthMicrobiomeProject(简称&ldquo EMP&rdquo )，将负责EMP亚洲地区所有样本的收集和鉴定，并对整个项目提供DNA提取、扩增、建库、宏基因组测序，以及研发生物信息学分析流程所需的计算资源。　　EMP将对来自全球的20万个样本进行环境DNA测序或者宏基因组测序，从而建立一个全球性的基因图谱，旨在全方位、系统性地研究全球范围内的微生物群落的功能及进化多样性，以便更好地造福社会及人类。参与该项目的主要单位有华大基因(BGI)、阿拉贡国立实验室、芝加哥大学、科罗拉多大学、劳伦斯· 伯克利国立实验室和美国基因能源联合研究所。　　据介绍，与以往的微生物研究有所不同，该项目的研究对象不仅集中于海洋和人体环境中微生物群落，还包括土壤、空气、淡水生态系统等整个地球表面的绝大多数的微生物群落。　　华大基因理事长、中国科学院院士杨焕明表示，&ldquo 我们非常荣幸能够作为主要参与者参加如此重要的研究项目。微生物对地球上所有的生命具有至关重要的作用，而我们对微生物的复杂性和多样性认识不足，征服这个未知的领域是非常有必要的。华大基因拥有国际先进水平的测序平台和强大的生物信息学分析能力，我们相信可以为促进人类对微生物群落重要性的了解贡献出价值和力量&rdquo 。　　据悉，今年6月13日至15日，华大基因将联合EMP联盟在深圳共同举办第一届EMP大会。作为本次大会的主办方，华大基因将与来自各地的学者分享微生物学、微生物基因组学及相关生态、健康、医学、工业、农业等各领域最新的学术成果及应用前景。

高通量测序之于病毒基因组，在检测和研究中的意义和价值已得到广泛验证。但在开展具体的高通量测序工作时，可能会面临很多实际的操作问题，譬如：方法上选择宏基因组测序还是靶向测序？测序策略上选择多少数据量、何种读长？哪些测序平台的通量和数据量更能满足实验室检测要求？以新冠病毒为例，本文对高通量测序在检测和研究中可能面临的问题与选择进行一一剖析。图1 在检测和研究中可能面临的问题与选择测序目的：快速检测or序列组装？高通量测序技术应用于新型冠状病毒的检测和研究，可以实现快速检测以及病毒序列组装。测序目的不同，需要选择合适的方法和策略：如需对qPCR检测呈阴性的疑似病例进行确诊，或对复合性感染、继发性感染等进行鉴别诊断，或对大量待测样本进行大规模筛查，可以利用高通量测序技术进行快速检测；如果需要实现病毒序列组装，以进行未知病原的检测、分析和研究，可以利用高通量测序技术进行更高深度更高覆盖度的测序，获得完整的病毒基因组序列。测序方法：宏基因组测序or靶向测序？对病毒基因组进行高通量测序，可以采取宏基因组测序或靶向测序（包括探针捕获测序和多重PCR扩增子测序）。不同的方法各有优势，可根据实际应用进行选择。图2 不同高通量测序方法的比较可供参考的建议如下：1. 对未知病原的发现及确认，首选宏基因组测序；2. 如需检测或研究样本中所有可能感染的微生物，比如诊断不明原因感染、混合感染、继发感染等，可以选择宏基因组测序；3. 如只需针对目的病毒进行检测，希望以较少的数据量获得目的病毒全长序列，可以选择靶向测序。测序数据量关于测序数据量，需结合具体的测序目的、测序方法、样本病毒载量等因素进行综合评估。通常，提高测序数据量,可以提高检测灵敏度，改善临床检测的阳性率。另外，提高测序数据量，可以提高数据覆盖度，病毒序列组装效果更好。以满足病毒基因组覆盖度95%，且单碱基深度10x为条件：如采用宏基因组测序，可根据使用的研究材料（即待检样本）的情况，选择测序数据量。病毒载量在104 copies/ml以上或qPCR定量CT值24.5的样本，推荐数据量为20Gb（PE100，100M reads）；qPCR定量CT值在24.5~28.7范围的样本，推荐数据量为100Gb(PE100,500M reads)。对于病毒载量极低的样本（CT值＞28.7），不建议使用宏基因组测序，可以采用多重PCR扩增子测序。如采用多重PCR扩增子测序，推荐数据量为5-20M。该方法也适用于病毒载量极低（＜102copies/ml）的极端样本检测。注：推荐样本数据量仅供参考图3 基于测序方法及样本病毒载量的测序数据量选择测序读长如进行快速检测，可采用单端测序，推荐SE50/SE100读长，快速、经济；如需要进行病毒全长序列组装，建议使用双端测序，推荐PE100/PE150读长，测序数据质量高、Reads比对更好。图4 测序读长选择测序文库的处理针对病毒RNA测序，在文库制备过程中是否去除核糖体RNA(rRNA)也是一个值得探讨的问题。rRNA占总RNA的80%以上，去除人类rRNA可以提高有效数据利用率。同时也需要考虑样本情况：如果病毒核酸投入量低，以及放置时间久、降解严重的样本，去除rRNA可能会影响建库效果，可以选择不去rRNA，以提高建库成功率。图5 MGIEasy rRNA去除试剂盒测序平台的选择根据实验室样本规模，选择合适的测序平台。每个平台单次运行的样本数与测序方法、测序数据量相关。其中，宏基因组测序方法，一般以单个样本的数据通量100M reads为参考；多重PCR扩增子测序方法，以单个样本的数据通量＞5M reads为参考。注1.以单个样本的数据通量100M reads为例；注2.以单个样本的数据通量＞5M reads为例。图6 测序平台单次运行的样本数估算小贴士基于DNBSEQ平台的已发表文章目前，已有多篇基于DNBSEQ平台的新冠科研文章在Lancet、nature、Cell等顶级期刊获发。基于DNBSEQ平台的高通量测序技术助力新冠病毒科研攻关，得到了越来越多科研学者的认可。参考文献Multiple approaches for massively parallel sequencing of HCoV-19(SARS-CoV-2) genomes directly from clinical samples.

德国马普分子遗传学研究所和柏林夏洛蒂医科大学医学遗传学研究所的科学家们成功发明了一种新分析方法&mdash &mdash &ldquo 外显子组序列世系过滤法&rdquo (descent filtering of exome sequence)，该方法可以同时分析人类基因组的所有基因。　　该方法首次应用于柏林一个家庭的三个孩子身上，他们患有罕见的智力缺陷遗传病&mdash &mdash 马布里综合症(Mabry Syndrome)。研究利用高通量测序方法从整个基因组找出了22000个基因，解码它们的序列并检查突变位点。最终，运用新的生物信息学分析方法，科学家将突变的数量限制到2个，而其中一个突变(PIGV突变)是最终导致马布里综合症发生的原因。马普分子遗传学研究所的Michal Ruth Schweiger形容这项工作就像&ldquo 大海捞针&rdquo 。PIGV基因发生了突变，导致某些蛋白质功能丧失，比如，使得碱性磷酸酶不能够与细胞膜表面结合。　　相关论文发表在8月29日出版的《自然&mdash 遗传学》杂志上。这种新的基因组分析方法使得对极其罕见疾病中基因突变的鉴定成为可能，并向个性化的分子药物研发迈出了重要的一步。　　相关方法：外显子组序列世系过滤法　　完成人：斯蒂芬· 蒙德洛斯课题组 彼得· 罗宾逊课题组　　实验室：德国马普分子遗传学研究所 柏林夏瑞蒂医科大学医学遗传学研究所 柏林-勃兰登堡再生疗法中心 荷兰圣&bull 瑞德邦德大学医学中心人类遗传学系 柏林夏瑞蒂医科大学医学免疫学研究所 日本大阪大学微生物疾病研究所免疫控制系 加拿大多伦多大学实验室医学与病理学系 澳大利亚悉尼大学分子与临床遗传学系

据物理学家组织网报道，英国研究人员简化了基因组测序的标准流程，首次无需进行文库制备便完成了DNA(脱氧核糖核酸)单分子测序，而且新方法只要很少量的DNA就能获得序列数据，用量可低至不到1纳克(10亿分之一克)，仅为常规测序方法的500分之一到600分之一。　　文库制备是指从测序前基因组样本中提取不同长度的DNA片段，这一过程不仅费力、费时，还会浪费DNA，而新技术能极大地减少DNA的损耗，并缩短测序时间。　　该研究论文的第一作者、英国威康信托基金会桑格研究所的保罗· 库普兰说：&ldquo 我们用这种方法对病毒和细菌的基因组测序后发现，即使在相对较低的水平，我们也能够确定所检测的是何种有机物，不论样本中是否存在特定的基因或质粒(这对于确定抗生素耐药性很重要)，或者其他信息，如对特定DNA碱基的修改等。&rdquo 他表示，一旦技术得到优化，将在快速、高效地识别医院和其他医疗场所中的细菌和病毒方面具有很大的应用潜力。　　研究小组利用第三代单分子测序系统PacBio RS演示了这种简化的直接测序方法。他们仅仅用800皮克(千分之一纳克)DNA来分析一个生物体的基因组，尽管测序仪只读取了基因组的70个序列片段，相对于常规测序方法获得的数据来说不过是很小的一部分，但这些信息足以让研究人员确定他们所检测的生物体的品种。　　这项技术也使得科学家能够对此前无法识别的宏基因组(也称微生物环境基因组)样本中的生物体进行确认。&ldquo 为微生物测序，首先需要能够在实验室中培养它们。&rdquo 论文的主要作者、英国巴布拉汉研究所的塔米尔· 钱德拉说，&ldquo 这不仅耗费时间，而且有时候微生物不生长，为它们的基因组测序极其困难。&rdquo 他表示，新方法可以直接对微生物测序，短时间内便可确定其&ldquo 身份&rdquo 。　　论文的另一主要作者、威康信托基金会桑格研究所的哈罗德· 斯维尔德洛说：&ldquo 我们的技术可以在对所测序列没有任何先验知识、没有特定微生物试剂的条件下，在很短的时间内操作，这是一种很有前途的替代手段，可应用于控制感染等临床需要。&rdquo

p style="text-align: center text-indent: 2em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 562px height: 324px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/c5bb95ab-d7b9-4050-a3b7-12296053ef62.jpg" title="微信图片_20201103135358.jpg" alt="微信图片_20201103135358.jpg" width="562" height="324"//pp style="text-indent: 2em "10月29日，《核酸研究》（Nucleic AcidsResearch）在线发表了国家微生物科学数据中心（中国科学院微生物研究所微生物资源与大数据中心、世界微生物数据中心）团队关于全球模式微生物基因组数据库gcType的文章。gcType是由我国牵头的全球模式微生物基因组测序计划的重要成果。br/模式菌株（type strains）是在给微生物定名、分类记载和发表时，以纯菌状态所保存的菌种，是微生物分类学的标准参考物质，也是理想的生物技术研究工具，具有重要的科研和产业价值。模式菌株长期以来分散在全球各国超过100余个保藏中心，是各个保藏中心甚为珍贵的资源。2018年，微生物所牵头组织发起了全球模式微生物基因组测序计划，从全球微生物资源保藏中心选择目前未进行测序的模式微生物菌株（包括细菌、古菌和可培养真菌），预计5年内完成超过10,000种的细菌、真菌、古菌模式菌株基因组测序，建立全球微生物模式菌株基因组测序合作网络，现已有来自美国的ATCC、日本JCM和NBRC、韩国的KCTC等超过12个国家的26个微生物资源保藏中心正式加入该计划并形成了重要了阶段性成果。目前，国家微生物数据中心（世界微生物数据中心）已经形成了国际引领的微生物大数据平台体系。其中全球微生物菌种目录（Global Catalogueof Microorganism, gcm）集成了来自全球50个国家133个微生物资源中心46万微生物菌种资源数据(Nucleic Acids Res. 2016)，是目前最大的微生物实物资源数据平台。/pp style="text-indent: 2em "全球模式微生物基因组数据库（Global Catalogueof Type Strain, gcType）整合了16701个有效发表的原核生物的超过13 944个基因组数据(Nucleic Acids Res.2020)，是目前在模式微生物基因组方面数据最为全面，功能最为完善的数据平台，为用户提供一站式的数据管理和基因组注释、新种鉴定等分析。/pp style="text-indent: 2em "全球微生物组数据库（The GlobalCatalogue of Metagenomics, gcMeta）整合了超过200TB宏基因组相关数据和超过100个在线数据分析工具及整合的工作流(Nucleic Acids Res. 2019)。国家微生物科学数据中心持续为超过90个国家的用户提供高质量的数据服务，致力于建立国际一流的微生物数据中心。/pp style="text-indent: 2em "国家微生物科学数据中心史文聿博士和孙清岚博士为文章共同第一作者，中心马俊才研究员与吴林寰研究员为共同通讯作者，国内外22个团队共同参与了文章的相关工作。衷心感谢中国科学院国际大科学培育专项计划、科技部国家微生物科学数据中心、中国科学院微生物学科数据中心、中国科学院地球大数据A类先导专项、中国科学院战略生物资源网络计划等项目的长期支持。/ppbr//p

全球权威调研机构Technavio最新报告显示，预计在2013到2018年全球基因组学和蛋白组学分析仪器市场将保持7.83%的复合年增长率。　　基因组学研究的是基因及其功能，蛋白质组学研究的是蛋白质组或组蛋白的结构和功能，两者均使用分子生物学和生物信息学的工具和技术。基因组学通过绘制基因和DNA序列来了解基因组的结构和功能。一个蛋白质组是一个基因组在特定时间内表达的一整套蛋白质。蛋白质组学主要涉及的是使用分子生物学、生物化学和遗传学来分析蛋白质，这些蛋白质是通过基因编码而来。蛋白质是所有细胞的主要组分，而且控制细胞的不同功能特性。基因组和蛋白质组结构或功能的缺陷可能导致疾病，因此基因组学和蛋白组学技术在科研、新药研发、疾病诊断中发挥着重要作用。这些应用都需要基因和蛋白缺陷的识别和研究，而基因组和蛋白质组的蛋白质分离、净化、识别、量化和分析都需要仪器、试剂和软件。基因组学和蛋白质组学用到多种分析仪器，但应用最广泛的是色谱系统、质谱系统、PCR系统和下一代测序系统。　　目前，基因组学和蛋白组学领域的主要供应商有安捷伦、Bio-Rad、罗氏集团、Illumina、PE和赛默飞，其他比较优秀的供应商还有BD、布鲁克、GE医疗、JASCO、日本电子、Luminex、Qiagen NV、Rigaku Corp.、岛津、西格玛、Spectrolab Systems、Waters等。　　这个市场发展的主要推动力为基因组学和蛋白组学技术的完善，主要挑战在于基因组学和蛋白组学知识的缺乏，主要趋势为聚焦于药物研发和疾病诊断。

第五届国际基因组学大会11月16日在深圳大梅沙拉开帷幕。这次大会由深圳华大基因研究院、美国特拉华大学、美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校、美国康乃尔大学及中国科学院海洋研究所共同举办。来自各国的400多位基因组学专家和学者出席会议。　　当日（11月16日）上午9时，中国科学院院士杨焕明教授主持了会议的开幕式。深圳盐田区委常委、常务副区长龙岳华先生出席并致欢迎辞。　　杨焕明院士首先对基因组学领域近10年的发展成果进行了总结，系统阐述了基因组学给人类社会发展带来的深远影响和无限机遇。华大基因执行总裁王俊教授接着介绍了华大基因作为基因组学的领军团队所获得的系列重要成果及在推动基因组学研究技术革新中所发挥的突出作用，并对未来基因组学在人类健康与疾病、农业及生物能源等领域的应用前景进行了展望。随后，国际人类基因组计划与千人基因组计划的主要负责人之一、英国Sanger研究所生物信息专家Richard Durbin博士 美国Bio-IT World 杂志主编Kevin Davies博士 人类肠道宏基因组计划(MetaHIT)负责人之一、法国国家农业科学院(INRA)S. Dusko Ehrlich教授 加拿大麦吉尔大学药理和治疗学部门Moshe Szyf教授，丹麦哥本哈根大学生物系主任Karsten Kristensen教授等国际知名专家在大会上分别作了精彩报告。　　他们均表示，大会在国际上的知名度和影响力越来越大，已成为世界生物基因领域的学术交流盛会。通过会议，他们获得了与不同学术领域科学家深入沟通交流与扩大合作的机会，并且更加深入全面地了解到基因组学的最新研究与应用进展。　　会议将持续3天。在随后的议程中，还将同步举办7个研讨会，分别以水产基因组学、中国仓鼠卵巢细胞研究与基因组学、园艺作物生物学和基因组学、人类自身免疫病遗传学、癌症基因组学与分子标记、测序与农业、测序与生态学为主题，分别进行深入集中的学术交流。他们还将讨论当前世界基因组学和生物信息学研究领域的最新进展，并深入探讨基因组学在科学发现及产业应用中的广阔前景。　　杨焕明院士说：&ldquo 当前科学研究的主要目标是改善人类健康、发展可持续性农业、开发生物能源、保护环境。基因组学等组学技术以及生物计算研究的发展，将为实现这些目标奠定坚实的基础。&rdquo 　　参加会议的还有来自全球众多知名的研究机构、生物技术公司和权威科学期刊，包括法国农业科学院、加拿大麦吉尔大学、丹麦哥本哈根大学、新加坡基因组学研究所、英国桑格研究所、澳大利亚昆士兰大学、日本国立遗传学研究所、韩国科学技术院、中国科学院、北京大学、中山大学、清华大学等几十所科研院所，以及Illumina、Pacific Biosciences、Life Technologies、Affemetrix等研发机构。

2015年2月1日 讯 /生物谷BIOON/-- 美国国家儿童医院(Nationwide Children' s Hospital)的研发人员最近在Genome Biology上发布了一个自主开发的分析软件。　　第一个人类基因组测序完成耗时大约13年，耗费30亿美元，而现在技术测序技术的发展，使得即使是很小的研究小组都可以在几天之内完成基因组测序。但是从测序产生的巨大的数据分析得出真正能用于研究或者临床的信息一直是一个挑战。而彼得· 怀特博士和他带领的团队针对这个问题，利用新颖的计算技术，开发了一个名为"丘吉尔"(Churchill)的计算管道，表示"丘吉尔"可以在短短90分钟内完成全基因组样品的有效分析。　　"丘吉尔"自动输入原始序列资料，通过一系列密集复杂和计算，最终分析出有临床或者科研意义的的遗传变异体。这个过程中的每一步，"丘吉尔"都有优化，以显著减少分析时间，但不损害数据的完整性，该分析是100%的可重复性。"丘吉尔"采用的平行化(parallelization)的算法克服了染色体带来的平行化限制，极大提升了数据输入的平衡性和分析中数据重新组合，去分，再校准和基因型分型的执行性。通过检查在数据分析过程中的计算资源的利用，相比其他两种分析管道-HugeSeq和GATK-Queue只能分别利用46%和30%的数据资源，"丘吉尔"的利用率达到了92%，并在多个服务器非常有效地进行缩放。"丘吉尔"输出结果，在与其他计算管道比较，被证明具有最高99.7%的灵敏度 最高99.99%的精读和99.66%最高整体诊断效率。　　这种效率和能力，证明"丘吉尔"或能够进行人口规模的基因组分析。为了证明"丘吉尔"的能力，怀特博士和他的团队成功地分析了千人基因组项目所产生的第一阶段的原始数据(千人基因组项目是以生成世界各地的多个群体人类遗传变异的公众目录为目的的国际合作项目)。利用亚马逊网络服务(AWS)的云计算资源，"丘吉尔"仅用七天便完成1088个全基因组样本的分析，并确定了数以百万计的新的遗传变异。　　"丘吉尔"的发布是测序技术一个极大的进步。它极大降低测序分析的成本，突破了当今测序分析计算的瓶颈，特别为现在大人口规模的基因组学的研究提供便利。

2023年8月8日， Element AVITI™ 系统（一款颠覆基因组学行业的创新 DNA 测序平台）的开发商Element Biosciences, Inc. 宣布扩大与安捷伦科技公司的商业合作范围，共同在美国开始销售 Element 和安捷伦产品。 此次合作基于两家公司去年签订的合作营销协议，协议中展示了 Element 的 AVITI 系统与安捷伦业内出众的 SureSelect 靶向序列捕获基因组合的集成。此次合作为 Element AVITI 系统扩大了销售范围，并进一步提高了安捷伦的 SureSelect 产品组合的用户体验。安捷伦和 Element 将推广、销售彼此的产品并提供相关的培训。 Element Biosciences 财务部高级副总裁 Logan Zinser 表示：“我们很高兴能与安捷伦合作，为安捷伦的 SureSelect 测序基因组合和试剂的用户带来 AVITI 出色的质量和灵活性。我们与安捷伦的下一步合作有助于将这些基因组学工具扩展用于更多的客户，并为他们提供卓越的价值和性能。”安捷伦副总裁兼整合基因组学事业部总经理 Kevin Meldrum 表示：“在与 Element 达成成功的合作营销协议之后，我们继续扩大合作范围，为更多的客户提供 AVITI 平台与经过广泛验证的可靠 SureSelect 解决方案的综合优势。我们的合作伙伴关系将继续加速这一强大工具的应用，以满足快速、经济且准确的测序和基因组分析需求。”据了解，Element Biosciences 是一家测序行业的新锐企业，主要产品为DNA测序平台Element AVITI™系统，目前发展势头迅猛。1月份，Element Biosciences CEO Dr. Molly He（何敏博士）在全球最受关注的生命科学行业会议的J.P. Morgan大会上正式宣布Element AVITI™测序仪的突破性方案。2022年12月，Element Biosciences正式宣布成立中国代表处。其采用的中文名称为：元素生物科学公司。今年以来在中国也与生物科技企业达成合作，推广相关产和解决方案。

近日，中国科学院北京基因组研究所运用新一代高通量测序技术以及高性能的生物信息分析，完成了鲤鱼基因组初步测定与分析工作，获得了鲤鱼基因组高覆盖的基因组数据。&ldquo 鲤鱼基因组计划&rdquo 是基因组所与水产生物应用基因组研究中心和黑龙江水产研究所联合开展的研究项目，目前项目进展顺利，是我国鱼类第一个全基因组测序计划，也是世界上第一个鲤科经济鱼类基因组计划。　　本项目主要依托于基因组所基因组及生物信息学平台第二代高通量测序仪进行测序分析工作，该平台拥有13台新一代高通量测序仪(SOLiD、Solexa和 454测序仪)、3台3730xl，1台3130xl的测序规模，拥有超过10万亿次/秒的计算能力和大于1000TB的存储。目前已经完成部分454shotgun文库段测序，总体数据已经达到4乘的覆盖度，完成部分组织转录组的工作，为基因组注释提供参考。目前该项目正在加紧进行生物信息学的分析，预计将比计划提前完成鲤鱼基因组框架图的工作。　　科学家希望通过鲤鱼基因组测序及其序列分析，为研究养殖鱼类的生长、发育、繁殖、遗传变异、疾病、与环境的相互用(包括抗逆能力)及其遗传改良提供重要的参考甚至指导信息。通过鲤鱼基因组的研究，可以获得与经济性状相关的基因，与疾病的发生及免疫相关的基因等，为鲤鱼的遗传育种提供基础。　　随着人和其它主要动植物基因组的破译，模式动物和经济动物基因组计划方兴未艾，越来越多的鱼类被提上议程，世界各国的科学家相继完成了一些鱼类的基因组测序和分析工作，大都以本区域或者本国的鱼类产品为主，例如日本完成的青鳉鱼，挪威和加拿大共同完成的大西洋鲑等。作为我国鱼类中分布最广、品种最多、产量最高的鲤鱼基因组计划的开展，是我国水产科研步入现代科学先进行列的标志性事件，将对我国乃至世界水产业的发展产生重要的影响。

仪器信息网讯 7月12日，仪器信息网主办的“第六届基因测序网络大会”拉开序幕。会议为期三天，包括“新仪器新技术”、“单细胞和空间组学”、“临床分子诊断”、“病原微生物宏基因组&靶向测序”。“海关检疫”、“遗传育种”六大主题会场，各领域30余位代表专家倾情分享，第一天报名参会人数就突破千人！现在会议已经超过半程，接下来还有2个主题会场，请大家持续关注。日期上午下午7月12日新仪器新技术单细胞和空间组学7月13日病原微生物宏基因组&靶向测序临床分子诊断7月14日海关检疫遗传育种点击观看会议7月14日，大会迎来最后一天，聚焦基因测序仪在海关系统和农业遗传和育种方向的应用。日程如下报告嘉宾王艺凯，硕士研究生，高级工程师。主要从事海关实验室及口岸现场领域的检测仪器设备、监管装备研制工作；检测试剂研发工作。参与国家标准4项；参与国家标准样品3项；申请国家专利7项；发表SCI、核心期刊等论文10余篇。理学博士，香港大学博士后，珠海国际旅行卫生保健中心（拱北海关口岸门诊部）主任技师。目前担任国际旅行医学会（ISTM）研究与奖励委员会委员，全国卫生检疫标准化技术委员会（TC582）秘书，海关总署病原体基因测序平台应用业务专家组成员、科技评估专家组成员、实验室防护安全管理专家组成员、新型冠状病毒实验室检测专家组成员，广东省预防医学会医学病毒学专业委员会委员，珠海市预防医学会理事、新冠病毒检测能力建设和质量控制专家组成员、病原微生物实验室生物安全质量控制中心专家委员会成员、临床检验质量控制中心专家组成员，珠海市劳模和工匠人才创新工作室“拱北海关卫生检疫创新工作室”领衔人。主要从事卫生检疫及传染病防控工作。主持省部级科研项目9项，发表SCI 论文34篇，国际会议摘要10篇，获得授权专利15项，制订行业标准5项，担任Journal of Travel Medicine、Diagnostic Microbiology and Infectious Disease编委以及多本SCI杂志审稿人。曾获得国际艾滋病疫苗大会的“Conference scholar”奖，国际艾滋病协会的“International conference scholarship”奖，国家质检总局“科技兴检奖”三等奖等，曾获得中华全国总工会“阅读学习成才职工”、“全国海关系统抗击新冠肺炎疫情先进个人”、珠海好青年“爱岗敬业好青年”、“珠海市直机关优秀共产党员”、拱北海关“先进工作者”、“卫生检疫业务标兵”等称号，当选南方都市报“致敬劳动者”封面人物。唐泰山，博士，研究员，现于南京海关动植物与食品检测中心从事进出境动物检疫和物种鉴定工作。江苏省“333高层次人才”，目前担任江苏省食品安全委员会专家委员会委员、江苏省卫生健康标准委员会寄生虫病专业委员会委员、江苏省微生物学会理事、海关总署进出境濒危物种鉴定实验室联盟专家等。在动物疫病前沿检测技术、濒危物种鉴定等方面开展了广泛研究，曾主持或参与完成各类科研项目28项，获得科技奖项16项、国家发明专利6项，主持或参与编制国家或行业标准18项、发表论文50余篇。杜智欣，博士，高级农艺师。主要从事植物和植物产品的检验检疫及相关研究工作。现为植物检疫专业委专家、农业转基因生物安全专家、合格评定委员会技术评审专家、进出境濒危物种鉴定实验室联盟专家组成员、广西外来入侵物种专家。主持完成省部级以上科研项目15项。获省部级科技奖励4项，发布标准14项、授权专利20项，发表国内外论文论著20篇。浙江大学“求是特聘”教授、博士生导师，浙江大学农学系主任。1986年毕业于浙江农业大学遗传育种专业并获得学士学位，1996-2001年先后获得德国哥廷根大学硕士、博士学位。2001-2005年任新加坡国立大学农业分子生物研究院（IMA）、分子与细胞生物研究院（IMCB）任博士后、研究员等职。2005年后任浙江大学教授。要从事油料植物基因组学与分子生理学研究，研究主题包括：（1）种子含油量和脂肪酸形成的分子生物学机制；（2）油菜种质资源基因组研究；（3）基于基因组重测序基础上GWAS分析和杂种优势预测；（4）（油菜）异源四倍体基因组进化的分子机制。涉及物种包括：甘蓝型油菜（Brassica napus）、白菜型油菜（Brassica rapa)、甘蓝（Brassica oleracea）、十字花科拟南芥（Arabidopsis thaliana）等。学术兼职：国际油菜发展咨询委员会成员（Member of Global Council for Innovation in Rapeseed and Canola，简称GCIRC ）、国际芸薹属基因组研究指导委员会成员（Member of Multinational Brassica Genome Project, MBGP）、欧盟-中国 Horizon 2020, Food Agriculture and Biotechnology (FAB)专家组成员、Theoretical and Applied Genetics (TAG) 编委 、GEGE、Plants等杂志编辑。刘贵明，生物信息学博士，北京市农林科学院研究员。研究方向为围绕高通量测序平台和分子育种共性技术开发、组学大数据挖掘、复杂作物基因组的组装策略和方法以及作物表观遗传调控等方面的研究。搭建了北京市农林科学院高性能计算平台和高通量测序平台，开发了基于CRISPR和微流控的快速核酸检测以及基于高通量测序的超多重PCR和液相捕获分子设计育种检测平台。建立了de novo、重测序、转录组、甲基化、lncRNA 和miRNA建库平台以及ATAC-seq、RNA m6A修饰、dCAS9捕获、Hi-C、ChIP-seq和等基于高通量测序的表观调控技术。主持国家自然科学基金2项，主持国家科技基础性工作专项子课题1项。在Nature Genetics等杂志发表文章20多篇。赵汀，博士，浙江大学现代种业研究所特聘研究员和浙江大学海南研究院研究人员。博士毕业于南京农业大学，作物遗传育种专业。主要研究方向是基于基因组大数据，利用群体遗传学、机器学习等手段对控制异源多倍体棉花产量、品质等关键农艺性状的遗传基础进行解析。从基因组非编码区转录、陆地棉和海岛棉种间渗透解析和利用和进化丢失基因得鉴定，挖掘农学可利用“非典型”基因资源。以第一作者、通讯作者和共同第一作者在Genome Biology (2018)，Plant Biotechnology Journal (2021, 2022)，Plant Methods（2023） 等期刊发表研究论文9篇。潘磊，男，博士，江汉大学教授/硕士生导师，美国乔治华盛顿大学访问学者。中国园艺学会豆类蔬菜分会秘书长，湖北省遗传学会理事，湖北省植物生理学会理事。主要从事食用豆类植物遗传资源与分子育种研究。在Plant Biotechnology Journal、Journal of Experimental Botany等国际刊物上发表论文20余篇；获批授权国家发明专利6项；参与选育豆类蔬菜植物新品种4个；获“十一五”湖北省高校科技成果转化提名奖1项、武汉市科技进步二等奖2项。成都瀚辰光翼科技有限责任公司产品总监，资深产品应用工程师。研究生期间从事玉米分子育种相关工作，在基于二代测序及高通量基因分型分子育种工作中积累十余年经验。在瀚辰光翼参与开发了高通量自动化核酸提取系统、高通量自动化基因分型系统、全自动核酸提取及建库一体机以及自动化智能化全流程分子育种实验室整体解决方案等一系列产品，目前在全国育种企业、高校科研院所等得到了广泛使用。报名页面：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/geneseq2023/

2021年12月，齐碳科技通过5年的自主研发，成功推出国内首台商业化的纳米孔基因测序仪QNome-3841，并宣布首个生产基地竣工，正式开启纳米孔基因测序国产化时代。2022年6月，齐碳科技发布纳米孔基因测序仪QNome-3841hex，标志着国产纳米孔基因测序仪开始了矩阵化发展，这也为灵活测序场景提供全新的解决方案，将更好地满足市场应用的多元需求。 2023年8月，齐碳隆重推出自主研发的中通量纳米孔基因测序平台QPursue，该平台涵盖纳米孔基因测序仪QPursue-6k和QPursue-6khex及其配套芯片QCell-6k，代表着国内纳米孔基因测序技术的最前沿水平，标志着国产纳米孔基因测序仪向中高通量进阶。齐碳秉承从上游推动行业发展的理念和对前沿技术的探索精神，保持开放、合作的态度，期待和产业同仁携手共进，探索国产纳米孔基因测序技术在多场景中的优势和广阔的市场前景，构建纳米孔基因测序的生态平台，共同为中国医疗健康事业的稳健发展贡献智慧和力量。

“登上月球和治愈癌症，你觉得哪个更容易实现？”上世纪美国媒体的一次民调中，被问到这个问题的多数人都会认为癌症可能被治愈，登上月球则被认为是天方夜谭。然而事实是，阿波罗号飞船已经登月50年，人类依旧奋斗在治愈癌症的征途中。基因科技正当时 基因测序发展势如破竹 癌症的秘密，人体生老病死的秘密，万物生长 的秘密都受控于生命的遗传密码——基因组。但要更高质量、更快速和更低成本获取这些数据，实现对生命的认知和掌控，需要的核心手段就是基因测序技术。1977年，英国生物化学家Frederick Sanger发明第一代基因测序技术——桑格法。至今桑格法仍是基因测序届无可撼动的黄金标准。进入21世纪初，随着人类基因组计划的完成，人们进入了功能基因组时代，第二代测序技术，即大规模平行测序技术应运而生并逐渐成为主流。近年来，以PacBio公司的SMRT和Oxford Nanopore Technologies单分子测序技术为代表的第三代测序技术异军突起，测序技术迎来里程碑式节点。经过四十多年发展，基因测序技术已成为进展最快，在生物医学领域影响最大，竞争最激烈的高新技术研究领域之一。从长远来看，DNA测序创新将与显微镜的发明一样，影响深远。《Nature》杂志发布了近20年来测序技术的发展历程和17个重要里程碑，其中就包括宏基因组、下一代测序技术、单细胞测序、泛基因组等。特别是近十年来，基因测序一直在基因组学研究中占重要地位，成为探索科学前路、催生应用发展的核心技术。解析生命密码 基因测序大会即将开幕如今，基因测序技术引领着生命科学未来的发展潮流，以它为基础的终端应用遍地开花，特别是在肿瘤诊断、生育健康、个性化用药、遗传病筛查、微生物多样性等诸多领域，基因测序的热度居高不下，基因测序已经在罕见病、病原体检测等越来越多的临床领域都展现出了特殊的价值。全民数字基因组时代已经到来！为促进全国各地高校、科研院所、医院与疾控中心、生物技术研发企业、生物技术服务企业等从业人士关于基因测序技术的交流，仪器信息网网络讲堂将于2021年5月18~19日举办第四届基因测序网络会议。本次会议设置“创新仪器与技术”、“单细胞测序”、“精准医疗”与“前沿科学研究”4个热门主题，将定向邀请基因测序技术/仪器研发专家、医学应用专家、科研学者等21位专家，针对基因测序技术的发展、前瞻、最新技术成果及热门应用领域作线上报告分享。→点击参会部分精彩报告预告：紧跟学科前沿，探秘最前沿的基因测序技术• Sanger测序验证CRISPR-Cas9基因编辑新利器：SeqScreener• TumorFisher纳米液体活检CTC技术• 基于单端特异性引物延伸（SPE）技术的靶向测序• 单细胞测序技术• 单分子实时基因测序技术与应用• 转录子3’端测序（Term-seq）• 微滴式数字PCR绝对定量技术• MAE-seq (Massive Active enhancer by Sequencing)解码生命密码，基因测序助力精准医疗与科学研究：• 临床检验中mNGS数据的解析与判读• 基因测序助力无创DNA产前筛查（NIPT）• 油菜种质资源遗传多态性信息的数字化利用 配“生辰八字” 测杂种优势专家视角，深度解读基因测序产业痛/难点• 基于NGS的全面基因组测序技术的临床应用现状与发展趋势• 无创DNA产前筛查（NIPT）实践与思考会议日程一览：如何参与学习？本次基因测序网络会议为公益性质，线上会议，足不出户，报名即可免费参会！参会方式一：长按识别以下二维码，进入报名页面，输入报名信息即可占座。参会方式二：添加会议助理微信好友(shengmingkexue_mm)，小助理发送报名链接，还能拉你进本次基因测序网络会议交流群噢~机会难得，错过一次，再等一年，心动就赶紧报名吧！

关键词：所有代际基因测序平台、单细胞测序、基因测序仪新秀企业、大三甲医院检验科、首篇mNGS专家共识执笔作者、海关动物/植物/人体健康测序应用、“求是特聘”教授。所以，有何理由不参加？基因测序技术作为“颠覆式创新”技术，自诞生以来给生命科学、医学、农业、微生物学等多个领域带来了巨大影响。7月12日-14日，仪器信息网将举办“第六届基因测序网络会议”，邀请来自高校、科研院所、医院、海关系统等领域的专家学者，针对基因测序的技术进展和应用作线上报告，为广大用户搭建一个即时、高效的交流和学习的平台。点击下图即可免费参会！报名啦！会议日程2023/7/12 新仪器新技术9:00RNA直接测序技术研究进展胡松年中国科学院微生物研究所 研究员9:30单细胞时空组学测序杨朝勇厦门大学 教授10:00Microbe-seq微生物单细胞基因组测序技术郑文山墨卓生物科技（浙江）有限公司 首席技术官10:30国产高通量基因测序仪孙雷深圳市真迈生物科技有限公司 CTO11:00分层深度学习网络和异构计算进行高性能的NGS测序罗少波上海芯像生物科技有限公司高级系统总监11:30基于Bio-CMOS芯片的纳米孔测序技术的创新与突破涂浩波安序源生物科技（深圳）有限公司 产品总监2023/7/12 单细胞和空间组学14:00空间组学与新一代数字病理技术的开发与运用曹罡华中农业大学 教授14:30单细胞诊疗生物芯片常凌乾北京航空航天大学 教授15:00IDH突变型影响肝内胆管癌异质性和免疫微环境IC）白凡北京大学生物医学前沿创新中心（BIOPIC） 教授15:30单细胞测序技术在肿瘤诊断中的应用及探索何牮上海交通大学医学院单细胞组学与疾病研究中心 单细胞测序平台主任16:00高通量生物表征张经纬复旦大学 青年研究员2023/7/13 临床分子诊断9:00NGS液体活检在肺癌复发监测和预后预测中的应用于津浦天津医科大学肿瘤医院研究员9:30心血管疾病分子诊断周洲中国医学科学院阜外医院实验诊断中心主任10:00毛细管电泳技术临床新应用顾晓璐赛默飞世尔科技基因科学事业部资深技术专家10:30靶向测序（tNGS）在感染病原诊断中的价值与探索鲁炳怀中日友好医院 主任医师11:00mNGS应用于感染性疾病中的探索及报告解读陈宏斌北京大学人民医院 副研究员11:30基于液体活检的肿瘤早筛研究进展及临床应用沈依帆重庆医科大学附属第一医院 中级检验技师2023/7/13 病原微生物宏基因组&靶向测序13:55致辞陈力复旦大学14:00mNGS与急危重诊疗：现状与展望宋振举复旦大学附属中山医院14:30病原体宏基因组分析：罕见及新发感染诊疗一体化解决方案陈力复旦大学15:00宏基因组测序（mNGS）与靶向测序（tNGS）在感染病原诊断中的各自价值优势及技术探索谢名洲予果生物科技(北京)有限公司15:30tNGS的实践和应用茆晨雪金域医学16:00病原体宏基因组高通量测序的临床应用孙桂芹浙江中医药大学2023/7/14 海关检疫9:30基因测序技术概述及在口岸食品检疫中的应用与展望王艺凯中国海关科学技术研究中心 高级工程师10:00基因测序技术在口岸卫生检疫工作中的应用汪海波珠海国际旅行卫生保健中心（拱北海关口岸门诊部） 主任技师10:30高通量测序技术在进出境动物检疫及物种鉴定方面的应用和前景展望唐泰山南京海关动植物与食品检测中心 研究员11:00基因测序技术在口岸检验鉴定中的应用杜智欣南宁海关技术中心 高级农艺师2023/7/14 遗传育种14:00油菜杂种优势的基因组设计育种蒋立希浙江大学 教授14:30高通量测序在作物参考基因组和微生物组学的应用刘贵明北京市农林科学院生物技术研究所 研究员15:00高通量自动化分子育种技术与装备自主创新及应用实践徐大彬成都瀚辰光翼科技有限责任公司 产品总监15:30多维组学驱动的棉花功能非编码RNA挖掘赵汀浙江大学 特聘研究员16:00豇豆分子育种技术研究与应用潘磊江汉大学 教授演讲嘉宾报名链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/geneseq2023/