一

宏病毒组研究的核心难点在于样本内病毒颗粒占比极低，需要通过病毒颗粒富集（VLP富集），去除宿主细胞、细菌碎片与游离裸核酸，专门保留衣壳包裹的成熟病毒颗粒。目前主流富集方案包含PEG沉淀、超滤浓缩、超速离心（含蔗糖垫/密度梯度超离）等，不同方法各有适用场景。

图1.富集方法

二

从定量结果中可以清晰看到差异：采用常规宏基因组方案、不做病毒富集（Unenriched）时，样本中病毒序列的相对丰度整体处于很低的水平，病毒信号被大量细菌、宿主核酸背景淹没。而经过超速离心病毒颗粒富集（Enriched）处理之后，病毒的相对丰度得到显著提升，两组差异具有统计学意义（p<0.05）。这组数据直观证明：病毒富集可以高效去除非病毒背景核酸，显著拉高病毒reads占比，帮助科研工作者捕获更多原本难以检出的病毒，为后续高质量病毒基因组组装、未知病毒挖掘打下坚实的数据基础。

图2.病毒相对丰度比较

采用常规宏基因组、不做病毒富集（Unenriched）时，能组装得到的中高质量病毒数量极低，几乎很难挖掘出可用的完整病毒基因组；而经过超速离心VLP富集处理（Enriched）之后，中高质量病毒检出数量实现大幅度增长，两组差异达到极显著水平（p<0.001）。说明单纯宏基因组受高背景干扰，病毒reads碎片化严重，很难组装出合格的病毒基因组。超速离心富集去除大量宿主、细菌杂质核酸后，病毒序列有效占比提升，组装连续性显著改善，能够产出大量中高质量病毒基因组，支撑病毒基因功能、宿主预测、进化分析等深度课题研究。

图3.不同质量等级病毒contig数量对比

三

不止我们的内部数据，大量已发表宏病毒组文献也报道了一致结论：病毒颗粒富集能够有效提升病毒reads占比，显著改善病毒组装效果，获得更多病毒基因组。

富集后的宏病毒组在不同环境中相较于宏基因组能捕获到更多的病毒序列，宏病毒组测序获得的病毒总数比宏基因组更高，且可以检测到更高的病毒物种丰富度（图4）。富集后的病毒组测序在检测病毒物种丰富度和基因组完整性方面表现优于宏基因组测序，而宏基因组测序在这些高复杂度的环境中往往难以拼装出高质量的病毒基因组（图5）。

图4.宏病毒（富集）测序读段数和病毒序列富集度均高于宏基因组

图5. 病毒组比宏基因组能组装出更完整的病毒基因组

四