基于纳米孔测序数据的病毒监测生物信息学流程系统评估：现状与挑战

本研究系统评估了22种适用于纳米孔测序数据的病毒监测生物信息学流程，最终筛选出6种功能全面的候选方案。研究发现现有流程均未整合碱基识别（basecalling）步骤，且缺乏一键式离线分析工具，为病毒监测领域提出了两大关键改进方向，对公共卫生应急响应具有重要实践意义。

　　

在病毒监测领域，纳米孔测序技术（ONT）因其设备便携性和实时分析能力正引发革命性变革。然而，这项技术产生的长读长、高错误率数据需要专用生物信息学工具处理。尽管已有众多分析程序，但如何将这些工具整合为自动化流程，特别是在资源有限的地区实现快速病毒基因组分析，仍是亟待解决的难题。

来自某研究机构的研究团队在《Journal of Virological Methods》发表了一项开创性研究。通过系统评估239篇文献中的22种生物信息学流程，研究人员发现仅有6种能满足病毒监测的基本需求。令人意外的是，所有流程都缺失了两个关键功能：一是无法直接处理原始FAST5格式数据（需预先basecalling），二是缺乏离线环境下的一键式全自动分析方案。这项研究为开发下一代病毒监测工具指明了方向。

研究采用PRISMA系统评价方法，通过PubMed、Scopus等数据库检索2010-2023年文献。使用West Nile病毒（WNV） lineage 2的测序数据（登录号PQ119441等）对候选流程进行功能验证，重点评估安装便捷性、分析步骤完整性等指标。

3.1 研究筛选
从239篇初始文献中筛选出22个候选流程，最终6个进入深度评估。值得注意的是，专为SARS-CoV-2设计的poreCov等流程因缺乏通用性被排除，而需要Slurm工作管理器的HPV流程因兼容性问题淘汰。

3.2 核心功能评估
六大入围流程展现出差异化特征：

• ONTdeCIPHER需手动创建SnpEff数据库，虽能完成变异检测和系统发育分析，但组装质量欠佳
• InterARTIC的浏览器界面友好，但仅支持扩增子数据且无法修剪reads
• VirPipe的de novo
  组装产生碎片化contig，且缺少变异检测功能
• Genome Detective在线版提供高质量的参考基因组组装和可视化谱系分析，但依赖网络连接
• INSaFLU-TELEVIR的共识序列与参考基因组一致性达98%，但Snakemake版本安装复杂

4.1 证据总结
研究揭示现有方案存在明显功能断层：nf-core/taxprofiler仅实现分类学分析，而功能最全面的INSaFLU-TELEVIR仍需多步骤操作。特别值得关注的是，所有流程都未能整合纳米孔测序的初始数据处理环节——碱基识别（basecalling），这导致分析流程存在断点。

4.2 研究局限
评估仅使用WNV数据，对其他病毒或分段病毒的适用性尚待验证。部分流程可能因系统环境差异存在潜在可运行性。

这项研究不仅绘制了当前病毒监测生物信息学工具的全景图谱，更尖锐指出两大技术空白：原始数据直接处理能力的缺失，以及真正"交钥匙"解决方案的匮乏。这些发现为开发面向现场检测的下一代分析平台提供了明确的技术路线图，对提升突发疫情响应速度、特别是在资源有限地区的病原体监测能力具有重要指导价值。随着纳米孔测序在埃博拉等疫情监测中的成功应用，本研究指出的技术改进方向将直接影响未来全球公共卫生防御体系的构建。