解析｜高通量測序技術是如何應用于新冠病毒研究的

新型冠狀病毒肺炎確診人數(shù)還在增加，疫情牽動人心，截止到2月13日16:00，全國已有確診病例59888例，疑似病例16067例。

高通量測序技術又稱“下一代”測序技術，以能一次并行對幾十萬到幾百萬條DNA分子進行序列測定和一般讀長較短等為標志。因其高通量、不依賴于已知核酸序列和具有更高的靈敏度，在新型冠狀病毒的鑒定、分型、溯源、診斷等方面都展現(xiàn)了重要作用。我們現(xiàn)羅列疫情以來，NGS技術在新冠病毒研究方面的應用，以饗讀者。

一、NGS應用于COVID-19的病原鑒定

2019年12月中旬以來，中國疾病預防控制中心病毒病預防控制所、中國科學院武漢病毒研究所^[1]、中國疾控中心、山東第—醫(yī)科大學、湖北省疾控中心等機構都先后通過全基因組測序等技術，獲得了病毒全基因組序列，確認了病原為以前未知的 β 冠狀病毒。中國于1月10日公布了新冠狀病毒的完整基因組序列。NGS在新型冠狀病毒的鑒定中發(fā)揮了重要作用。

二、NGS應用于COVID-19的病毒溯源

中國疾控中心、山東第—醫(yī)科大學等機構的研究人員通過高通量測序發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2與2018年在中國東部舟山發(fā)現(xiàn)的兩種蝙蝠相關冠狀病毒ZC45和ZXC21密切相關，同源性約為88%。相比之下，SARS-CoV-2與SARS-CoV和MERS-CoV的親緣關系更遠，同源性分別為79%和50%^[2]（圖1）。

圖1.SARS-CoV-2及β冠狀病毒屬代表性病毒的系統(tǒng)進化分析。（圖片來自原文）

石正麗團隊對5位患者肺泡灌洗液進行 mNGS 測序，87.1%的去人源后 reads 比對，之后用 targeted PCR 和從頭組裝得到完整的SARS-CoV-2病毒全長序列（29891 bp），整個序列與 SARS-CoV 的相似性在79.5%^[3]。2月7日，華南農(nóng)業(yè)大學*網(wǎng)站發(fā)布消息稱，華南農(nóng)業(yè)大學、嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學與技術廣東省實驗室分析了1000多份宏基因組樣品，發(fā)現(xiàn)穿山甲分離到的病毒株與目前感染人的毒株序列相似度高達99%。提示穿山甲為此次新型冠狀病毒潛在中間宿主。NGS為揭示病毒傳播途徑與追溯傳染源頭提供支撐。

三、NGS應用于COVID-19的病原學診斷

基因測序是能夠動態(tài)追蹤病毒變異的唯—方法。高通量測序通過文庫制備、上機測序與數(shù)據(jù)比對分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)病毒是否變異。新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案（試行第五版）》闡述的病例確診方式就包括“呼吸道標本或血液標本病毒基因測序，與已知的新型冠狀病毒高度同源”，相較于RT-PCR檢測，基因測序能夠動態(tài)監(jiān)測病毒變異，在準確性和通量上也具有優(yōu)勢。

翊圣生物提供NGS建庫解決方案

考慮到病原體隨時會有變異可能以及陽性檢出率問題，NGS技術無疑會彌補這一缺陷，制備高質量的RNA文庫至關重要，翊圣生物深耕NGS多年，可以提供基于MGI & Illumina平臺的高效建庫試劑盒。

依據(jù)現(xiàn)有的技術流程，翊圣生物提供以下三種解決方案

總RNA建庫方法

先反轉后DNA建庫方法

RNA轉座酶建庫方法

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參考文獻

• Zhu N, et al. A Novel Coronavirusfrom Patients with Pneumonia in China. The New England Journal of Medicine ,2019. DOI: 10.1056/NEJMoa2001017
• rof Roujian Lu, MSc * Xiang Zhao, MD * Juan Li, PhD * Peihua Niu, PhD * Bo Yang, MSc * Honglong Wu, MSc * et al. Genomic characterization and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding,2020.DOI:
• Zhou P, et al. Discovery of a novel coronavirusassociated with the recent pneumonia outbreak in humans and its potential batorigin. bioRxiv, 2020. doi: