- 6 次围观
阴道微生物组与生殖健康和性健康相关，但其病毒组分仍未得到充分研究。近期发布的一份阴道基因组目录显示，其中85.8%的物种水平病毒群在所考察的五个病毒数据库中均不存在。病毒识别工具依赖参考序列，或直接依赖参考序列，或通过其训练数据间接依赖参考序列。既往基准评估采用了模拟数据集或非阴道来源的数据集。因此，这些工具对阴道宏基因组的泛化能力仍不明确。我们对涵盖五种方法学路径的14种工具进行了基准评估。评估采用了受控基因组片段、病毒加标共组装数据以及病毒样颗粒（VLP）富集共组装数据。基于多重证据的基准评估分析了13个阴道shotgun测序组装结果（主要队列）。另一个包含30个样本的独立队列用于外部验证。在所有进行排名的评估中，geNomad按马修斯相关系数（MCC）均位列第一或第二。 在主要队列的组装结果中，VIBRANT取得了与geNomad相近的MCC。它在11,577个阴性序列中产生了8个假阳性判定，但仅识别出22%的病毒重叠群。VIBRANT在独立队列中排名第一。两个队列中的工具排名高度一致（Spearman ρ = 0.952；95%置信区间：0.921–0.960）。对于缺乏参考同源序列的序列，不同工具的检测结果存在显著差异。两个无法检测到参考同源序列的噬菌体基因组被用于受控的新颖性测试。每一种参与评估的基于序列组成的工具均识别出了其中至少74%的1,500 bp片段，而依赖标志物或参考序列的工具最多仅识别出31%。另一项独立分析考察了48个未经确认的候选病毒重叠群，这些序列均无法检测到核苷酸或蛋白质同源序列。Jaeger标记出其中41个，VIBRANT标记出4个，而geNomad标记出1个。在短片段上，基于注意力机制的工具所获得的精确率–召回率曲线下面积平均值，是基于特征的工具的4.0–5.5倍。ViraLM贡献了其中大部分差异。在所评估的工具组合中，ViraLM对感染真核生物的病毒具有最高的召回率（敏感性）。在VLP富集的重叠群上，VirSorter2取得了最高的MCC。这些结果表明，在优先考虑总体分类性能时，应选择geNomad；而在优先减少噬菌体假阳性判定时，应选择VIBRANT。ViraLM适用于短重叠群和感染真核生物病毒的检测。VirSorter2有助于在VLP富集组装结果中进行病毒识别，而Jaeger则适用于候选新型噬菌体的筛查。这些发现为研究阴道病毒组在生殖健康和性健康中的作用时的工具选择提供了指导。
阴道微生物组与生殖健康和性健康相关，但其中的病毒组分仍缺乏充分研究。近期发布的一份阴道基因组目录显示，其物种水平病毒群中有85.8%未出现在所考察的五个病毒数据库中的任何一个。病毒鉴定工具依赖参考序列，或直接依赖参考序列，或通过其训练数据间接依赖参考序列。既往基准评估采用的是模拟数据集或非阴道来源的数据集。因此，这些工具对阴道宏基因组的泛化能力仍不明确。我们对涵盖五种方法学路径的14种工具进行了基准评估。评估采用了受控基因组片段、病毒加标共组装结果以及病毒样颗粒（VLP）富集共组装结果。多证据基准评估使用了13个阴道宏基因组鸟枪法组装结果（主要队列）。另一个包含30个样本的独立队列用于外部验证。在所有进行排名的评估中，geNomad按马修斯相关系数（MCC）均位列第一或第二。在主要组装结果中，VIBRANT取得了与geNomad相近的MCC。在11,577个阴性样本中，VIBRANT产生了8个假阳性判定，但仅回收了22%的病毒重叠群。VIBRANT在独立队列中排名第一。两个队列之间的工具排名高度一致（Spearman秩相关系数ρ = 0.952；95%置信区间：0.921–0.960）。不同工具对缺乏参考同源序列的序列的检测能力存在显著差异。两个未检测到可识别参考同源序列的噬菌体基因组提供了受控的新颖性测试。每一种经过评估的基于序列组成的工具均能回收其中至少74%的1,500 bp片段，而依赖标记或参考序列的工具最多只能回收31%。另一项独立分析考察了48个尚未得到确认、且缺乏可检测核苷酸或蛋白质同源序列的候选病毒重叠群。Jaeger标记出其中41个，而VIBRANT和geNomad分别仅标记出4个和1个。在短片段上，基于注意力机制的工具所获得的精确率–召回率曲线下面积平均值，是基于特征的工具的4.0–5.5倍。ViraLM贡献了其中的大部分差异。在所评估的工具面板中，ViraLM对感染真核生物的病毒还具有最高的召回率（敏感性）。在VLP富集重叠群上，VirSorter2取得了最高的MCC。这些结果表明，在优先考虑总体分类性能时应选用geNomad，而在将降低噬菌体假阳性判定作为首要目标时，VIBRANT更为适合。ViraLM适用于短重叠群以及感染真核生物病毒的检测；VirSorter2有助于在VLP富集组装结果中进行鉴定；Jaeger则适用于筛查候选新型噬菌体。这些发现可为研究阴道病毒组在生殖健康和性健康中的作用时的工具选择提供指导。
感谢您有兴趣传播bioRxiv的研究成果。
注意：要求提供您的电子邮箱地址，仅用于确认您是本文的发送者。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.24.753817v1?rss=1
🏷️ 阴道宏基因组 病毒组学 病毒识别工具 基准评估 噬菌体检测 新型病毒发现