首个常态化市级防疫平台成功搭建：佛山市疾控中心自主破译新冠病毒全长序列

2021-03-01 12:23:34, 华大智造深圳华大智造科技有限公司

随着疫情防控常态化工作的稳步推进，佛山市疾病预防控制中心（以下简称“市疾控中心”）响应国家政策，第一时间引进华大智造病原微生物高通量测序整体解决方案，成功搭建高通量测序平台，全面应对未知感染和突发疫情，为疫情防控奠定了技术基础和储备力量。

5月13日，基于华大智造整体解决方案，佛山市成功组装了6例新冠病毒全长序列并构建进化树，均由市疾控中心自主组装完成。至此，市疾控中心初步具备了自主测序能力，以及将自主测序能力用于应对未知感染、进行未知病原微生物基因组组装的能力。

利用高通量测序技术快速鉴定并获取病毒基因组信息是认知病毒的关键。针对阳性样本的序列检测分析，可对病毒进行溯源、变异监测及风险预测。具备自主开展基因组组装能力将使我们在未知病原体感染面前化被动为主动，这对佛山市的常态化疫情防控工作起到积极影响。

——市疾控老师

那么，市疾控中心在短期内迅速掌握自主破译新冠病毒全长序列的秘诀是什么，让我们跟随市疾控老师的第一次上机经历，一探究竟。

图1 佛山市疾控中心高通量测序平台

5月6日实验前准备工作

在快速了解并熟悉测序全流程之后，市疾控老师于5月6日启动实验前准备工作，对于在实验室内开展新冠样本检测所需的相关仪器设备、试剂耗材做逐一清点，一切就绪。

图2 破译新冠病毒全基因组序列的全流程

5月7日

文库制备

在建库环节，市疾控老师在华大智造MGISP-100上使用MGIEasy RNA文库制备试剂套装进行建库。经反转录、接头连接、PCR扩增、纯化等一系列操作后获得文库产物，再使用滚环扩增技术，制备DNA纳米球，此步骤在当天即完成。

图3 MGISP-100自动化样本制备系统及MGIEasy RNA文库制备试剂套装

5月9日

上机测序

因工作调整，上机测序时间不得不调整到文库构建后的第三天。市疾控老师在处理完手头上的紧急工作后，又迅速进入到上机测序阶段：使用MGISEQ-200平台，选择PE100读长，对文库产物进行高深度测序。

图4 MGISEQ-200测序仪

5月10日

数据分析

在测序完成后的第二天，市疾控老师马不停蹄立即利用华大智造病原鉴定系统对获得的19.48Gb下机数据（总reads数97.4M）进行了自主分析和鉴定，成功鉴定出279992条新型冠状病毒reads。面对第一次上机就能如此顺利取得实属不易的成果，佛山市疾控老师将这一好消息第一时间与华大智造FAS团队进行了分享。

表1 分析报告病毒鉴定结果

5月13日

序列组装

面对优秀的阶段性成果，市疾控老师并未掉以轻心。在做好系统性的工作规划和安排后，面对华大智造分析软件自动从所有序列中抽出的279,992条新冠病毒reads，市疾控老师使用华大智造MGAP微生物基因组分析软件开启了组装工作，并最终成功获得了新冠病毒基因组的全长序列：拼接基因组长度为29.86Kb，scaffold数目为1条，GC含量为38.01%，与已知新冠病毒参考序列非常接近（以MN908947.3新冠病毒序列为准，长度为29.90kb，GC含量为37.9%）。

表2 病毒基因组序列组装统计表

特别地，在华大智造FAS团队的远程协助下，市疾控老师综合相关研究成果，进一步构建了进化树，对后续检测和研究提供了参考。

图5 病毒基因组序列拼接组装流程

图6 进化树展示

由华大智造提供的病原微生物高通量测序解决方案实现了从样本提取到自动化出具检测报告的全流程运转，给我们带来极大的便利。序列测定和结果分析都能在仪器上自动完成，高效简单，轻松上手。技术指导也十分专业，装机响应快，培训教学清晰易懂，有助于我们迅速建立起基于高通量基因测序技术的应对未知病原感染样本进行快速鉴定和溯源的能力！

——市疾控老师

在听到市疾控老师拿到结果的那一瞬间，非常开心，想起了自己第一次完成下机操作的感觉。祝贺市疾控老师自主完成佛山市首例病毒序列组装！希望我们能继续为疫情防控体系和能力的建设做出自己应有的贡献！感谢疾控老师的信任！

——华大智造FAS团队

小贴士

华大智造病原微生物高通量测序解决方案

基于自主研发的自动化样本制备系统、高通量测序平台和病原感染快速鉴定系统（含25,000+微生物基因组数据库），华大智造病原微生物高通量测序解决方案支持本地化建设，可快速、准确、全面地对原始样本中的微生物如细菌、病毒、寄生虫等进行分类鉴定，并提供自动化分析结果，为感染性疾病的分子诊疗提供参考。