二代测序技术在儿童SARI呼吸道病毒组学研究中取得重要进展

    严重急性呼吸道感染（Severe Acute Respiratory Infection, SARI）是儿童住院和感染死亡的重要原因，但由于呼吸道病毒种类繁多，常规实验室检测方法无法全面的确定呼吸道中所有的病毒种类，这对于疾病的确诊和治疗是一个很大的技术挑战。
    中国疾病预防控制中心病毒病所应急技术中心谭文杰课题组在前期863课题及十二五国家传染病重大专项课题支持下，课题组首先建立了基于二代测序技术的呼吸道病毒组学分析平台，依据呼吸道样品及病毒颗粒的物化特点，对病毒样品的前期富集、测序文库构建方法及序列数据库的后期过滤分析流程进行摸索优化，明显减少宿主基因与细菌基因序列的背景噪音干扰，使测序文库中有效病毒序列reads数提高到总序列reads 数的2.8%以上（最高可达65%）。继而课题组与北京儿童医院合作，采集135份儿童SARI呼吸道样本 与15份非SARI呼吸道样本，利用该平台成功进行了病毒组学比较分析，发现近年来在儿童SARI相关的呼吸道样本中检出的病毒成员主要包括在以下几大群体中：副粘病毒科（Paramyxoviridae）、冠状病毒科（Coronaviridae）、细小病毒科（Parvoviridae）、正粘病毒科（Orthomyxoviridae）、小RNA病毒科(Picornaviridae0、指环病毒科（Anelloviridae）和腺病毒科（Adenoviridae）；而在非SARI儿童呼吸道样本中检出的病毒成员主要是指环病毒科。此外，SARI儿童呼吸道样本中检出的病毒群体种类与序列contigs 数明显多于非SARI儿童。利用该技术平台还可直接获得样本中拷贝数较高的各类病毒（DNA/RNA；分节段/不分节段；正链/负链）基因组序列，一些动物源性的病毒序列也可检出，但其生物学意义有待进一步研究。受美国微生物学会邀请，谭文杰研究员于2015 年9 月24-28日出席了美国华盛顿DC 举办的美国微生物学会举办的“二代测序与生物信息学应用于新发病原流行监测”第一届专题会议，并应邀在病毒监测的基因组学专题中进行15 分钟专题报告，报告的题目是“中国重症急性呼吸道患儿病毒组学分析”，大会报告受到国际同行认可，认为该研究对呼吸道病毒感染的全面、快速检测和进化分析有重要的应用价值。相关研究论文于2016年1月发表在欧洲临床微生物学会专业期刊Clinical Microbiology and Infection (IF=5.768)。这是国际上首次采用二代测序技术在SARI儿童呼吸道样本中进行的病毒组学分析报道。
    在此基础上，应急中心实验室利用该平台技术成功对SARI儿童呼吸道样本中一株新分离HAdV毒株进行了全基因组测序与序列分析，发现该毒株为一株新型HAdV-C重组毒株，且主要是HAdV-1与HAdV-2重组产生，该研究成果相关论文于2016年3月发表于Scientific Reports (IF=5.578)。课题组还成功从SARI儿童呼吸道样本中获得人博卡病毒、人肠道病毒68型、人冠状病毒OC43等多株病毒全基因组序列并进行重组进化分析，相关结果将陆续发表。
    综上，病毒病所应急技术中心利用二代测序技术，在儿童SARI呼吸道病毒组学研究中取得重要进展。以上研究进展主要完成人是中国疾病预防控制中心病毒病所2013级博士研究生王延群同学，通讯作者是国家卫计委医学病毒学与病毒病重点实验室谭文杰研究员。