这次新型大肠杆菌如何被发现的？mNGS首功！

最取而代之取而代之型肝炎病毒是如何被挖掘出的？惠PCRPCR（mNGS）首当其功！前夕SARS，知悉过支原体、大肠杆菌、病毒等感染者，最后折腾了很久下才挖掘出是肝炎病毒感染者。今天mNGS问世，改变了致病生器物学学的病症发展趋势！这次从发病到病症，只有短短几天星期！比如说就简单概述一下mNGS.

最近三十年，四组学学术研究直至是最近，最初是PCR学，然后是蛋白质四组学，今天取而代之兴四组学领域则是被认为最有前景的惠PCR学（Metagenomics）。惠PCR学（Metagenomics）又叫生器物学生态环境PCR学、元PCR学，通过必要从生态环境电子束中的提炼全都部生器物学的DNA或RNA，构筑惠PCR漫画版，利用PCR学的学术研究思路学术研究生态环境电子束所包含的全都部生器物学的遗传四组成、群落基本功能，并可开发取而代之生理活开放性器物质（或获取取而代之遗传）。

2014年缅因州医学杂志美联社了一个通过惠PCR借助于测到定治愈了一位情况无人知晓、连续不断发烧、具抑郁症及脑积水症状的14岁小孩子的与此相关，这是近代上首个惠PCR药理学运用成功的与此相关。文中的美联社这个如前所述治疗及致病筛查都没有发病情况，随后对脑脊凝胶结果显示mNGS筛查，转化生器物学同样信息学研究结果挖掘出一种嫌犯的蛔虫leptospira infection，随后针对开放性地运用于万古霉素和类抗生素吡甲苯治疗后出院。该一个团队确认这是一种尚未美联社过的致病生器物学。由此，药理学惠PCR同年引入生器物学病症拉开了天窗。详细却说：NEJM：取而代之世代PCR核心技术挽救危重病小孩子

随着遗传PCR核心技术的迅猛工业发展，基于二代PCR的惠PCR学（惠PCRPCR）被选为了药理学的焦点。惠PCRPCR（mNGS）是综合研究来自病征结果显示的生器物学和寄生器物学的遗传器物质（DNA和RNA）的方法有，引入多种感染者开放性疾病的病症、疾病和健康情况下下生器物学学研究、生器物学寄生器物学底器物对感染者传播方式的特点化、识别肿瘤涉及病毒。惠PCRPCR（mNGS）刻画了结果显示中的普遍存在的所有DNA或RNA同样信息，从而并能研究整个生器物学四组以及病征结果显示中的的生器物学寄生器物学PCR或核糖体四组，让致病生器物学无所遁形。

在药理学感染者开放性寄生虫探寻的反复中的，药理学心理医生常有就会深知取而代之发寄生虫往往想不到、多事感染者寄生虫没告诉他、或者由于测到定核心技术受到限制告诉他没测到定到的困境，原有的药理学借助于病症方式与药理学的有条不紊所才可错综复杂还普遍存在着前所未见的鸿沟。而mNGS (惠PCR学二代PCR核心技术) 在“理论上”并能回答药理学心理医生的上述疑点，这两项已消除药理学感染者开放性疾病诊疗的大部分十分困难。

mNGS作为一种不才可人才培养的取而代之型核心技术，可以深入快速确认感染者寄生虫，比起传统观念人才培养方法有拥有更低敏感开放性的同时又与“精准诊疗”的以人为本相契合。Gyarmati 等在2016年发表的一篇文献中的指出，mNGS可以必要从血凝胶结果显示中的确认不能人才培养的、苛养的以及非大肠杆菌 (病毒和真菌) 寄生虫。除此之外，mNGS可以运用于传染病预防，具必要从药理学结果显示中的获的寄生虫传播方式藏身之处的发展潜力。2014年，Hasman等指出mNGS可运用于尿凝胶结果显示中的寄生虫以及致病遗传的测到定，而且不仅致病遗传的测到定结果与药敏器物理一致，也与基于纯人才培养器物的全都PCRPCR (WGS) 的形态研究结果值得注意。越来越多的与此相关以及药理学学术研究指出mNGS运用于药理学病症的可行开放性研究以及诸多竞争者，使得mNGS被选为很差寄生虫病症方法有的“热门选举前”。

mNGS有哪些用途呢？

比如说这张图很差地归纳和说明。二代PCR不仅可以运用于致病学测到定，也可以在致病人才培养后来作深达的二代PCR，甚至全都PCR研究。现在主要运用于药理学的还是药理学取而代之种致病学测到定，通过测到定可以知道取而代之种中的含有的寄生虫。如果PCR需求量并能全都面开放性突破，它除了可以把取而代之种中的里所有生器物学的核苷酸测到出来外，也可以把体内表达的所有RNA测到出来，帮助判断定植或者感染者。比如未成熟假单胞菌测到出来后，体内有没有针对它产生炎症底器物，还可以判断是定植还是感染者，但在此以后还在探索阶段，尚如前所述未运用于药理学。

对于分离感染者，mNGS也有天然的竞争者

对于分离感染者的病症，与传统观念方法有比起，NGS具更低的敏感开放性。

然而，在踏进尘世坦途，为药理学提供“多媒体”系统设计以后，mNGS仍有一段崎岖小路才可艰难前行。首先，深知血凝胶、痰凝胶、脑脊凝胶、四组织起来、拭子等竞相杂杂的取而代之种一般来说，如何建起实质上的核苷酸提炼标准使得寄生虫的测到定可靠度举例来说有条不紊。寄生器物学核苷酸也是妨碍寄生虫测到定的一大状况，在核苷酸提炼片断，怎么样来作到有效转换成寄生器物学核苷酸，可溶开放性寄生虫核苷酸，进而提低mNGS的增益也是困扰之一。

在PCR片断，如何依据注目的寄生虫一般来说选择合适的PCR思路？如何权衡PCR深达、交付星期以及所才可政治经济成本等诸多状况？这些消除办法依然是这两项造成了的前所未见的关键时刻。

另外，在器物理片断重新加入质控结果显示极为重要。很差的质控应适运用于不同感染者症候群以及并不相同的各种结果显示一般来说，涵盖HIV质控、阴开放性质控以及重新加入寄生虫或纯DNA的人工模拟质控结果显示。然而，mNGS全都面覆盖的机器学习特开放性为选取何种寄生虫作为HIV质控增大了重复性，药理学实践中的又该如何得到经过伦理审批的大批需求量阴开放性相符合结果显示也是消除办法之一。

在生器物学同样信息特别，近来有学术研究风险评估了不同的生信研究方法有的利弊。原有的方法有不仅算法普遍存在差异，而且所用的目录也各有不同，加剧在寄生虫确认并能以及相较数需求量级近似值特别出现相差。在mNGS生信研究步骤缺乏实质上标准的才就会，浏览者基于同样经验、可及开放性以及简便开放性选用生信研究该软件，就会对器物理重复开放性以及结果可靠开放性造成影响，被选为mNGS的药理学标准化心理障碍。

因此，该学术研究重点注目核苷酸提炼和生器物学同样信息研究两个重要片断，对比风险评估三同样源寄生器物学转换成催化剂盒 (Ultra-Deep Microbiome Prep 、QIAamp DNA Microbiome Kit、Micro-DXTM) 以及多种原有商用或非商用生器物学同样信息工具的利弊。

学术学术界采集9个肠胃 (腹膜凝胶、脓凝胶、关节凝胶、痰凝胶) 结果显示和1个骨四组织起来取而代之种进行PCR，之后分别运用于不同的生器物学同样信息该软件比如基于Unix系统 (Kraken、Metaphlan2和MIDAS)、基于网页版的商用或非商用 (BaseSpace、Taxonomer和CosmosID) 研究该软件与商用嵌入式 (CLC genomics Workbench)。他们挖掘出不同结果显示的起飞前数据需求量及人源遗传四组占比差异更大 (3.5%-98.9%)，其中的人源占比与结果显示一般来说比如说，与每个结果显示自身的特开放性以及去寄生器物学催化剂盒的成本有关。

本文中的涉及的mNGS生信研究该软件

以人才培养或MALDI-TOF为金标准，学术学术界风险评估近似值了每种研究该软件的寄生虫确认给定以及其并不相同的HIV、假HIV、敏感开放性等表达式。在药理学实践中的，核心技术创取而代之须要同时具备具低敏感开放性和低HIV预测到值 (PPV)。运用于Kraken和Taxonomer这两个流行的该软件可以看到其测到定到数十到数百种生器物学，近似值获取的PPV极低。虽然取而代之设反之亦然过滤器对消除这一消除办法有益，但反之亦然到底取而代之设为多少仍普遍存在争辩。另外，该软件才可综合运用于多个表达式，如相较数需求量级、PCR大小、PCR覆盖面积等借助于寄生虫的确认。

学术学术界也在阴开放性质控结果显示中的测到出1%的人苍白杆菌，他们研究苍白杆菌的测到出意味著是生态环境或结果显示间的污染物、PCR催化剂引入或生器物学同样信息研究的狭隘鉴定等情况加剧。时代背景菌的消除办法也在多个学术研究中的被详述，这些测到出的寄生虫在结果显示中的确实真实普遍存在？污染物、定植还是致病如何区分？核心技术核心技术开发职员，生器物学同样信息职员、生器物学专家学者以及药理学心理医生也造成了着不断升级的关键时刻。回顾说来，在此以后mNGS的药理学运用造成了如下四个关键时刻：

深知如上的关键时刻，我们也相遇了一系列的疑点。著者本期搜集了两个关于mNGS药理学专家学者常就会问起的消除办法，从这两项核心技术工业发展的角度出发，给出如下的尝试开放性解法。

为什么有些结果显示人才培养HIV了、核苷酸测到定HIV了、mNGS没有测到出来？这个核心技术其实不行？

任何药理学测到定都要考虑生态环境卫生政治经济成本，这也是核心技术创取而代之mNGS的考需求量状况之一，使得在此以后mNGS政治经济成本与增益错综复杂须要权衡。药理学结果显示具相当低的复杂开放性，而且很多寄生虫感染者后纯度很低或用药后取样加剧致病数需求量增加，在限需求量数据需求量的才就会，靶致病由于同样信息太低而被遗失。

由于这些关键时刻造成了的测到定限于，往往就就会催生药理学心理医生演化成认识限于，所以我们告诉他药理学心理医生对mNGS基本功能的不采纳的声音。虽然扩大数据需求量是手段之一，但在生态环境卫生政治经济成本的限需求量下总有限度。通过可溶开放性寄生虫，加大PCR数据需求量，进而提低增益；测到定长片断，进而提低特异开放性是我们与药理学在此以后以及未来都由努力的方向。

药理学心理医生不时调谐mNGS测到定结果是一个寄生虫一览表，到底哪个或哪几个致病才是毒害？

多个致病的测到出主要如下两个特别情况：

mNGS核心技术算法普遍存在短遗传四组狭隘鉴定，特别是在针对大部分同源开放性较低的器物种，因此其在这类同源开放性较低的器物种中的分类意义就打了折扣。如何消除一个短遗传四组同时更为到多种寄生虫消除办法呢？在此以后我们的核心技术开发职员正要快速的开发特点遗传目录，多给定据库的停用将就会全都面开放性提低寄生虫的确切鉴定并能。

多致病共感染者、 原发感染者与继发感染者的多致病感染者或肺部分泌器物，排泄分泌器物开放体系本身的生器物学多样开放性等情况将就会加剧多种寄生虫测到出。这实际上不是核心技术本身限于，而是药理学医学消除办法。人才培养方法有、质谱方法有、多重PCR方法有也就会测到出多个寄生虫，最终的病症结论须要有药理学病症的涉及同样信息介入、也须要药理学感染者心理医生的都由参与，不能单靠测到定消除一切消除办法。在充分精简报告的才就会，多寄生虫一览表展示出的竞争者作用在于一特别提供意味著的有效藏身之处，另一特别亦然确切清晰的药理学同样信息时可以借助于药理学病症。

对于mNGS来说，可以说为致病学病症又打开了一扇取而代之窗户，我们一定要标取而代之立异的实践，要了解到它的竞争者和不同之处，但是拿回结果时要小心澄清，掌握取而代之21世纪。

零碎出处：

Couto, N., Schuele, L., Raangs, E. C., Machado, M. P., Mendes, C. I., Jesus, T. F., ... & Autenrieth, I. B. (2018). Critical steps in clinical shotgun metagenomics for the concomitant detection and typing of microbial pathogens. Scientific reports, 8(1), 13767.

Gyarmati, P. et al. Metagenomic analysis of bloodstream infections in patients with acute leukemia and therapy-induced

neutropenia. Sci. Rep. 6, 23532 (2016).

Hasman, H. et al. Rapid whole-genome sequencing for detection and characterization of microorganisms directly from clinical