Metagenomic next-generation sequencing (mNGS), the shotgun sequencing of RNA and DNA from clinical samples, has proved useful for broad-spectrum pathogen detection and the genomic surveillance of viral outbreaks. An additional target enrichment step is generally needed for high-sensitivity pathogen identification in low-titre infections, yet available methods using PCR or capture probes can be limited by high cost, narrow scope of detection, lengthy protocols and/or cross-contamination. Here, we developed metagenomic sequencing with spiked primer enrichment (MSSPE), a method for enriching targeted RNA viral sequences while simultaneously retaining metagenomic sensitivity for other pathogens. We evaluated MSSPE for 14 different viruses, yielding a median tenfold enrichment and mean 47% (±16%) increase in the breadth of genome coverage over mNGS alone. Virus detection using MSSPE arboviral or haemorrhagic fever viral panels was comparable in sensitivity to specific PCR, demonstrating 95% accuracy for the detection of Zika, Ebola, dengue, chikungunya and yellow fever viruses in plasma samples from infected patients. Notably, sequences from re-emerging and/or co-infecting viruses that have not been specifically targeted a priori, including Powassan and Usutu, were successfully enriched using MSSPE. MSSPE is simple, low cost, fast and deployable on either benchtop or portable nanopore sequencers, making this method directly applicable for diagnostic laboratory and field use.

宏基因组下一代测序 (mNGS)，即临床样本中 RNA 和 DNA 的鸟枪法测序，已被证明可用于广谱病原体检测和病毒爆发的基因组监测。低滴度感染中的高灵敏度病原体鉴定通常需要额外的目标富集步骤，但使用 PCR 或捕获探针的可用方法可能受到高成本、检测范围窄、协议冗长和/或交叉污染的限制。在这里，我们开发了带有加标引物富集 (MSSPE) 的宏基因组测序，这是一种富集靶向 RNA 病毒序列的方法，同时保持对其他病原体的宏基因组敏感性。我们评估了 14 种不同病毒的 MSSPE，与单独的 mNGS 相比，产生中值 10 倍的富集和平均 47% (±16%) 的基因组覆盖广度增加。使用 MSSPE 虫媒病毒或出血热病毒面板进行病毒检测的灵敏度与特异性 PCR 相当，表明检测受感染患者血浆样本中的寨卡病毒、埃博拉病毒、登革热病毒、基孔肯雅病毒和黄热病病毒的准确率为 95%。值得注意的是，使用 MSSPE 成功地富集了来自未先验特异性靶向的重新出现和/或共感染病毒的序列，包括 Powassan 和 Usutu。MSSPE 简单、低成本、快速且可部署在台式或便携式纳米孔测序仪上，使该方法直接适用于诊断实验室和现场使​​用。使用 MSSPE 虫媒病毒或出血热病毒面板进行病毒检测的灵敏度与特异性 PCR 相当，表明检测受感染患者血浆样本中的寨卡病毒、埃博拉病毒、登革热病毒、基孔肯雅病毒和黄热病病毒的准确率为 95%。值得注意的是，使用 MSSPE 成功地富集了来自未先验特异性靶向的重新出现和/或共感染病毒的序列，包括 Powassan 和 Usutu。MSSPE 简单、低成本、快速且可部署在台式或便携式纳米孔测序仪上，使该方法直接适用于诊断实验室和现场使​​用。使用 MSSPE 虫媒病毒或出血热病毒面板进行病毒检测的灵敏度与特异性 PCR 相当，表明检测受感染患者血浆样本中的寨卡病毒、埃博拉病毒、登革热病毒、基孔肯雅病毒和黄热病病毒的准确率为 95%。值得注意的是，使用 MSSPE 成功地富集了来自未先验特异性靶向的重新出现和/或共感染病毒的序列，包括 Powassan 和 Usutu。MSSPE 简单、低成本、快速且可部署在台式或便携式纳米孔测序仪上，使该方法直接适用于诊断实验室和现场使​​用。使用 MSSPE 成功地富集了来自未先验特异性靶向的重新出现和/或共感染病毒的序列，包括 Powassan 和 Usutu。MSSPE 简单、低成本、快速且可部署在台式或便携式纳米孔测序仪上，使该方法直接适用于诊断实验室和现场使​​用。使用 MSSPE 成功地富集了来自未先验特异性靶向的重新出现和/或共感染病毒的序列，包括 Powassan 和 Usutu。MSSPE 简单、低成本、快速且可部署在台式或便携式纳米孔测序仪上，使该方法直接适用于诊断实验室和现场使​​用。