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真菌在健康与疾病中发挥重要作用，但目前的培养、PCR和扩增子测序等方法无法直接从临床样本中提供基因组水平的表征。尽管宏基因组测序有望克服这些局限性，但在临床样本中，由于真菌DNA相对于人类DNA丰度较低，其应用仍不切实际。在此，我们将近期报道的一种微生物富集方法（MEM）扩展应用于真菌（fungal Microbial Enrichment Method，fMEM），并在支气管肺泡灌洗液（BAL）样本中对该方法进行测试，以证明可直接从样本开展真菌宏基因组分析并恢复宏基因组组装基因组（MAG）。 在BAL样本中，fMEM在将人类DNA去除超过1000倍的同时，将真菌DNA保留在10倍范围内，从而使得对真菌生物量低至每200微升BAL中10皮克真菌DNA的样本进行鸟枪法测序成为可能。fMEM使得在4个已测序BAL样本中的3个中能够从头恢复真菌MAG，其中包括2个近完整MAG（BUSCO完整度 >90%）和1个完整度为82.1%的MAG，且BUSCO估计污染水平较低（≤1.5%）。通过fMEM恢复的真菌MAG还解析出了潜在具有临床相关性的基因，这些基因无法仅根据分类学信息被完全预测，并揭示了当前可获得的同种参考基因组中缺失的基因组内容。fMEM与全基因组扩增兼容（包括长读长测序流程）。来自经fMEM处理样本的长读长数据在真菌组装结果上提供了较高覆盖度（>10X）。fMEM与长读长测序的兼容性使得那些仅依赖短读长难以组装的基因得以恢复。fMEM有望为认识人类相关真菌的作用提供新的见解，从而影响公共卫生、临床管理以及对疑似与真菌相关的复杂疾病的研究。
真菌在健康与疾病中发挥重要作用，但当前的方法，如培养、PCR和扩增子测序，无法直接从临床样本中提供基因组水平的表征。尽管宏基因组测序有望克服这些局限性，但在临床样本中，真菌DNA相对于人类DNA丰度较低，因此其应用仍不切实际。在此，我们将近期报道的一种微生物富集方法（MEM）扩展应用于真菌（fungal Microbial Enrichment Method，fMEM），并在支气管肺泡灌洗液（BAL）样本中测试该方法，以展示直接从样本开展真菌宏基因组分析及恢复宏基因组组装基因组（MAG）的能力。在BAL样本中，fMEM将人类DNA去除超过1000倍，同时将真菌DNA保持在10倍范围内，从而使得在每200微升BAL中真菌DNA生物量低至10皮克的样本中也能够进行鸟枪法测序。fMEM使得在4个已测序BAL样本中的3个中实现了真菌MAG的从头恢复，其中包括2个近完整MAG（BUSCO完整性>90%）和1个完整性为82.1%的MAG，且BUSCO估算的污染水平均较低（≤1.5%）。通过fMEM恢复的真菌MAG还解析出了潜在具有临床相关性的基因，这些基因无法仅根据分类学信息被完全预测，并揭示了当前可获得的同种参考基因组中缺失的基因组内容。fMEM与全基因组扩增兼容（包括长读长测序工作流程）。来自经fMEM处理样本的长读长数据在真菌组装体上提供了高覆盖度（>10X）。fMEM与长读长测序的兼容性使得能够恢复仅依赖短读长难以组装的基因。fMEM或将为认识人类相关真菌的作用提供新的见解，并对公共卫生、临床管理以及对怀疑与真菌相关的复杂疾病研究产生影响。
本出版物中描述的技术是加州理工学院提交的一项专利申请的主题。
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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.16.738568v1?rss=1
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