微生物組研究揭示了微生物群落的組成特征和多樣性，以及微生物與宿主、環(huán)境的相互作用。宏基因組學(xué)由Handelsman和Rodon于1998年提出，mNGS在《高通量宏基因組測(cè)序技術(shù)檢測(cè)病原微生物的臨床應(yīng)用規(guī)范化專家共識(shí)》中得到精準(zhǔn)定義。憑借其多、快、好、省的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的病原微生物檢測(cè)，并逐漸擴(kuò)展至農(nóng)業(yè)動(dòng)植物研究、工業(yè)食品檢測(cè)和環(huán)境能源等領(lǐng)域。

醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的宏基因組

宏基因組高通量測(cè)序技術(shù)通過對(duì)臨床樣本中微生物和宿主核酸的測(cè)序分析，可以無偏倚地檢測(cè)多種病原微生物，正廣泛應(yīng)用于臨床感染性疾病病原檢測(cè)。

現(xiàn)有的公共衛(wèi)生病原體監(jiān)測(cè)方法包括對(duì)特定病原體的主動(dòng)篩查，如CRE、MRSA以及VRE等，或是基于感染事件或醫(yī)院特定病房相關(guān)病原體的監(jiān)測(cè)。當(dāng)環(huán)境污染物在流行病學(xué)上與疫情調(diào)查有關(guān)時(shí)，對(duì)空氣、水和表面進(jìn)行有針對(duì)性的采樣，以確定潛在的來源。

宏基因組學(xué)分析可全面揭示人體腸道微生物的多樣性及其在消化、免疫、代謝等生理活動(dòng)中的功能，幫助研究人員探索微生物與人體的相互作用及其對(duì)健康的影響。通過分析腸道微生物組的變化，可以更好地理解其與疾病的關(guān)系，如肥胖、糖尿病和炎癥性腸病。調(diào)整微生物群可能有助于疾病改善，未來甚至可用于癌癥篩查。目前，宏基因組學(xué)和代謝組學(xué)已揭示結(jié)直腸癌中腸道微生物群的階段性特異性表型。

近年來，研究熱點(diǎn)集中于環(huán)境-生物體互作微生物群，通過高通量測(cè)序精準(zhǔn)分析其群體構(gòu)成、基因功能及代謝活性，主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、水污染控制、固廢處理、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域。功能研究重點(diǎn)在于生物地球化學(xué)循環(huán)、耐藥基因、代謝通路、金屬與重金屬抗性、有機(jī)物代謝、污染物降解及毒力因子等。

農(nóng)業(yè)/動(dòng)物疫病檢測(cè)宏基因組

宏基因組學(xué)可揭示農(nóng)業(yè)活動(dòng)和土壤管理對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)與功能的影響，解析作物與土壤微生物（如根際微生物、共生菌根）間的互作，分析病害相關(guān)微生物，為病害監(jiān)測(cè)和防控提供支持。

宏基因組學(xué)可解析動(dòng)物消化道、養(yǎng)殖環(huán)境及廢水、糞便中微生物結(jié)構(gòu)與功能，揭示其在養(yǎng)殖系統(tǒng)中的機(jī)制，以提升營(yíng)養(yǎng)利用、促進(jìn)生長(zhǎng)，并支持養(yǎng)殖污染控制和糞便無害化處理。同時(shí)可定向檢測(cè)動(dòng)物攜帶的病原體。動(dòng)物病原宏基因組測(cè)序采用DNA/RNA共建庫策略，應(yīng)用于檢測(cè)、流調(diào)和特定病原研究。

宏基因組學(xué)在食品科學(xué)和工業(yè)中的應(yīng)用，可監(jiān)測(cè)和控制食品微生物群落，提升食品安全、質(zhì)量和風(fēng)味，預(yù)防食源性疾病，保障食品安全。

宏基因組建庫相關(guān)產(chǎn)品選擇指南