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[闲聊] 病毒组学|一文解读病毒组学及其应用方向·上篇

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蓝焰拳风 发表于 2022-2-25 09:26:17 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
病毒组学|一文解读病毒组学及其应用方向·上篇 第1张图片
关注病毒、聚焦前沿，用前沿病毒组研究技术加速生命科学领域的发展
关键词：病毒组学、健康与疾病、应用方向、研究思路
预计阅读时间：5min
前言随着生命科学前沿探索不断发展，病毒组学相关研究也日渐丰富起来，虽然目前成果相对较少，但病毒组测序分析作为一种新兴技术和研究方法，已经出现在很多顶刊高分文献中，可以看见，其特点和优势对各课题而言都有非常大的应用价值。我们查阅了大量相关文献，对全球利用病毒组学进行科研的团队及其课题统计并分类，结合我们当前和各大院校、医院、科研机构合作展开的项目，整理梳理出病毒组测序分析的应用方向和思路，相信对广大科研工作者来说极具参考价值。

从整理情况来看，目前很多研究都是针对病毒的多样性，比如环境中、人体中不同情况下病毒的组成情况和丰度，以及病毒组与疾病和健康的关系；还有部分研究主要目的是丰富病毒数据库，如上一篇文章中提到的GPD、GVD数据库；另一类研究主要利用现有的病毒数据库进行深度挖掘以及专注于发现未知病毒。总的来说，病毒组学研究已经深入到生命科学领域的方方面面，包括但不限于健康、疾病、环境、农业、能源等。

病毒组学|一文解读病毒组学及其应用方向·上篇 第2张图片

应用方向概况

今天就来浅聊一下病毒组在人体健康与疾病方向的应用价值和思路，也希望有更多的相关科研人员参与，找准切入点，不断推动生命科学领域向更深、更广、更远发展。
一、病毒组与健康
1.现在已经有许多关于人体不同部位病毒组多样性的报道，如口腔、肠道、肺、血液、神经系统都有相应的报道，还有部分研究关注不同地理分布下人群病毒组成的差异。

病毒组学|一文解读病毒组学及其应用方向·上篇 第3张图片

人体不同部位病毒多样性

健康和遗传是一个比较大的课题，有很多团队开始关注在病毒组的构建过程中，环境和遗传到底哪一个因素占主导，随着研究的深入，比如对双胞胎的研究，越来越多的报道支持环境因素的主导性。

另一个比较重要的研究方向就是不同饮食习惯对健康的影响，比如有团队研究抽烟、喝酒等对人体病毒组组成的影响及其与健康的关系。

2.此外，研究生命早期病毒组的建立过程也广受关注，通常认为出生后3个月-3岁之前是比较关键的时期。母乳喂养对早期病毒组建立过程的影响以及喂养方式、环境、遗传等对早期病毒组多样性的影响等也是非常有意思的研究方向。

病毒组学|一文解读病毒组学及其应用方向·上篇 第4张图片

生命早期人体病毒组建立过程

其中有的团队重点研究母乳喂养对早期病毒组建立过程的影响以及喂养方式、环境、遗传等对早期病毒组多样性的影响等。
二、病毒组与疾病
1.代谢病—前期糖尿病：2019年在Nature上发表了一篇关于糖尿病的多组学联合分析的文章，对同一个病人不同时间点取样，结合临床指标监测，筛选多组学的联合诊断marker，建立了诊断模型。将病毒组与其他组学联合进行疾病诊断marker的筛选也是非常有潜力的研究方向。

病毒组学|一文解读病毒组学及其应用方向·上篇 第5张图片

Summary of study design, cohort detAIls and data.

a,106 participants for nearly four years, with quarterly healthy visits and dense sampling during stress events. b, Summary of visits in each category and categorization of participants as insulinsensitive or insulin-resistant. c, Sample sources, types of multi-omic assay and number for each data type profiled per visit. d, Conceptual illustration of the data structure for downstream analysis. Supplementary Table 3 lists the number of visits and assays profiled for each participant.
3 0 M AY 2 0 1 9 | VO L 5 6 9 | N AT U RE | 6 6 3
2.代谢病—肥胖：肥胖是与肠道微生物关系非常密切的一类疾病。我们可以研究遗传、环境、饮食、运动等因素对肥胖及宿主宏病毒组的影响，也可以通过动物模型研究病毒组与肥胖的关系。在粪便病毒组移植方面也有研究报道。另外，研究病毒组与细菌相互作用、病毒组与宿主相互作用等也可以进一步了解病毒对肥胖或相关疾病的影响机制。

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分析流程

3.肝损伤：肝损伤有很多不同类型的疾病，比如酒精肝、脂肪肝、肝硬化以及乙肝、丙肝感染等。病毒组在各种肝损伤疾病发生发展中的变化及其相关性已有研究报道，还有少量研究通过筛选肝病病毒组的marker来辅助肝损伤疾病的诊断。

病毒组学|一文解读病毒组学及其应用方向·上篇 第7张图片
4.胃肠道疾病：胃肠道疾病与肠道微生物组的关系密切，因此其与肠道病毒组的相关性也受到更多关注，比如炎症性肠病（IBD）、克罗恩病 （CD）、溃疡性肠炎（UC）、胃溃疡、慢性胃炎、十二指肠溃疡、肠易激综合征（IBS）等等都可以进行宏病毒组研究，已有相关文献报道，我们也有相关课题的研究经验，如果想了解可以联系我们。

病毒组学|一文解读病毒组学及其应用方向·上篇 第8张图片

http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2015.01.002

5.呼吸道疾病：呼吸道微生态有许多宏基因组的研究报道，与病毒组相关的研究也开始增加，可以研究的疾病包括慢阻肺、肺炎、哮喘、上呼吸道感染、鼻炎、咽炎等等。呼吸道感染及其他呼吸道疾病与病毒组的关系还有许多未知的领域待研究。

病毒组学|一文解读病毒组学及其应用方向·上篇 第9张图片

https://doi.org/10.1111/resp.13032

6.过敏性疾病：19年发表了一篇关于婴幼儿食物过敏的文章，研究人员通过对动物模型进行婴儿肠道粪便移植，研究益生菌治疗对肠道病毒组变化的影响及疗效。这种研究思路在疾病研究中也是非常好的一种方式。目前研究比较多的是食物过敏、过敏性鼻炎及鼻窦炎、哮喘等，其他过敏性疾病与病毒组相关的研究也越来越多。

病毒组学|一文解读病毒组学及其应用方向·上篇 第10张图片

J Allergy Clin Immunol. 2019 December ; 144(6): 1468–1477. doi:10.1016/j.jaci.2019.10.019.

7.感染性疾病：感染性疾病是病毒组研究中很重要的一个领域，特别是近两年的新冠肺炎，与其相关的病毒组研究时有见刊。另外，流感、HIV、手足口病等也有关于病毒组的文献报道。可以预见，利用病毒组测序的方法进行感染性疾病的研究将会迎来一轮爆发。

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https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109457

8.口腔疾病：病毒组作为口腔微生态一个重要的组成成分，对疾病的影响非常大，通过病毒组测序研究其与整个口腔环境中微生物的相互作用，可以发现病毒组对口腔疾病的影响机制。需要注意的是，牙周病、牙龈出血等疾病样本比较特殊，通常包括牙菌斑、拭子、唾液等。

病毒组学|一文解读病毒组学及其应用方向·上篇 第12张图片
9.肿瘤：肿瘤是一个特别重要的应用方向，肿瘤与病毒组的相关性研究有少量报道，部分研究项目会把病毒组学和其他组学结合起来建立肿瘤诊断模型来辅助肿瘤早期诊断。最近有研究发现通过调节肠道病毒组能提高PD-1靶向治疗的疗效。据此，我们推断，肠道微生物在肿瘤的发生发展及治疗中起到一定的作用，因此，研究肿瘤相关病毒组也是一个很有潜力的方向。

病毒组学|一文解读病毒组学及其应用方向·上篇 第13张图片

病毒组与癌症


结语：本期关于病毒组在人体健康与疾病研究中的应用就聊到这里，下一期小编将重点介绍病毒组与农业、环境相关的方向，敬请关注！
原文链接：
THE END
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