mNGS的诞生
近三十年来，组学研究一直是生命科学领域的研究热点，最早是基因组学，包括全基因组学及转录组学等，随后有了蛋白组学，代谢组学等，而如今新兴组学领域最有前景的要属宏基因组学（Metagenomics），又称微生物环境基因组学、元基因组学。宏基因组学以环境或临床样本中整个微生物群落为研究对象，利用测序技术直接获得微生物群体中包含的全部基因组信息，从而研究微生物的遗传组成、群落结构及功能，并可开发新的生理活性物质以及获得新基因等。mNGS（metagenomicsNextGenerationSequencing，宏基因组二代测序技术）是目前宏基因组学研究中最有力的技术手段。（来自网络）宏基因组的概念早在年的时候就已经被提出，随着第一台测序仪的诞生，美国国立环境卫生科学研究所启动了环境基因组计划，开始展开有关人体遗传变异与环境胁迫相互关系的研究，JoHandelsman首次提出宏基因组的概念。此后的三十年间，随着二代测序技术的诞生与迅猛发展，微生物与人体和环境之间的相关性研究越来越来成为生命科学领域的研究焦点。年，美国国立卫生研究院（NIH）指出基于二代测序的宏基因组学为探索微生物世界的奥秘提供了新的方法，并提出人体微生物组计划（HMP）；自此，正式进入了mNGS的新纪元。mNGS在临床宏基因组中的应用及优势
年新英格兰杂志报道了一个通过mNGS辅助检测治愈一位反复发热并伴有癫痫及脑积水症状的14岁男孩的案例。文章报道该患者多项病原学检测均无确诊原因，多种抗生素联用无效；随后对该患者脑脊液样本进行mNGS检测，结合生物信息学分析发现一种可疑致病菌钩端螺旋体，并通过疾病控制和预防中心(CDC)的PCR及血清学检测证实该病原体感染，改用大剂量静脉注射青霉素G治疗后患者32天康复出院。这是历史上首个通过mNGS临床应用成功的案例，由此拉开了mNGS应用于临床病原感染诊断的帷幕。(Wilson,M.R.,etal.NEnglJMeddoi:10./NEJMoa.)在临床感染性疾病的诊治和病原体探寻的过程中，临床医生经常会面临像上述案例中的困境，包括对疑似新发病原体想不到、对疑难感染病原体没想到、由于检测技术限制没检测到等，现有的临床病原学诊断方法与迫切的临床需求之间还存在着巨大的鸿沟。而mNGS似乎在“理论上”可以解决临床医生的一部分困境，并使得临床感染性疾病的诊治有了新的希望。传统的病原学检测以分离培养和免疫学检测为主，这些方法都面临着周期长、失败率高、敏感性和特异性差等诸多问题，PCR的方式似乎能在一定程度上满足短周期和高敏感性的要求，然而检测通量低、无法检测变异及未知病原成为PCR在临床中广泛应用的限制因素。mNGS作为一种不需要培养的新型技术，可以将临床样本中病原体“一网打尽”，并能够深入快速鉴定感染病原体，做到全网覆盖、精准分析，相比传统方法和PCR法拥有更高敏感性的同时又与“精准治疗”理念不谋而合。除此之外，mNGS可以直接从临床样本中获取病原体的传播线索，这对于传染病的预防和溯源具有重要的意义，例如此次对新冠病毒传播线索的追溯与变异分型都是mNGS的功劳。随着mNGS对混合感染诊断的优势越来越明显以及对耐药基因检测的深入，使得其成为临床病原诊断方法中“最热门的候选人”。(Fields,Science.,,:-)mNGS面临的问题
在mNGS正式踏上光明坦途，为临床提供“一站式”解决方案之前，仍有一段崎岖之路需要艰难前行。面对临床上纷繁复杂的样本类型，首要困难就是如何建立统一的样本处理方案及核酸提取标准；病原体种类数量庞杂，加之不同病原体之间生理结构的复杂程度不同使得mNGS检测效能如何最大化困难重重。此外，宿主核酸的干扰也是另一大困难因素，如何有效去除宿主核酸，富集病原体核酸，进而提高mNGS灵敏度也是当前亟待解决的问题。另外，mNGS实验环节中的质控如何设置和添加也是问题之一。理想的质控应适用于不同感染症候群以及对应的各种样本类型，涵盖内部质控、外部质控、阳性质控以及阴性质控四类。然而mNGS全面覆盖的方法学特性为如何选择和设置质控增加了难度。在测序环节，选择合适的测序策略和数据量也是一个难题。如何权衡测序深度、交付周期以及所需经济成本等诸多因素依然是现阶段mNGS面临的巨大挑战。（来自illumina推荐文章
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