严重急性呼吸道感染(Severe Acute Respiratory Infection, SARI)是儿童住院和感染死亡的重要原因之一,而大多数的儿童呼吸道感染是由病毒引起的。与呼吸道感染相关的病毒种类繁多而且变异较快,常规实验室检测方法(分子生物学检测和血清学检测)往往只能检测单一或少数几种病毒,很难准确、全面的反映机体的感染状态。深度测序作为一种无偏向性的高通量测序方法,可以一次性测序、分析样本中所有的微生物核酸序列,确定样本中病毒群落的组成、丰度及病毒的亚型和变异,有助于疾病的检测、预防和控制。中国目前还没有专门针对SARI和非SARI儿童的呼吸道感染进行病毒谱列队研究,也没有针对呼吸道样本进行病毒组学分析的技术平台研究报告。因此本研究首先建立并优化了呼吸道样品的处理和深度测序分析平台,然后进行SARI儿童和非SARI儿童呼吸道样品病毒组学分析,发现两组群体之间存在一定的相同点和差异性,分析了北京地区儿童SARI的主要病毒性病原谱和序列特征,最后利用该平台进行两种呼吸道病毒的全基因组测序和分析,成功获得1株腺病毒全基因组和4株博卡病毒全基因组,序列分析发现一些新的基因组特征。本研究主要结果如下：第一：用于深度测序呼吸道样品的预处理和核酸扩增方法优化采用培养的HCoV-NL63作为样品比较各种预处理方案,并进行深度测序,测序结果表明：样品经处理后目的序列所占比例更高,基因组覆盖度更高。另外对临床样品分别进行不依赖序列的单引物扩增(SISPA)和多重置换扩增(MDA),比较核酸扩增的灵敏性,发现SISPA适合一般呼吸道样品,而MDA在微量样品测序中效果更好。摸索单一病毒的全基因组扩增、测序方法发现,特异性随机引物扩增方法对HCoV-NL63扩增效果较好,但对其他冠状病毒扩增效果一般。分段扩增结合深度测序方法可以获得HCoV-NL63大部分序列,但部分序列未能扩增成功。第二：SARI与非SARI儿童呼吸道样品病毒组学特征比较分析采集135份SARI儿童呼吸道样品和15份非SARI儿童呼吸道样品,分组进行深度测序比较分析发现：SARI组中检测到的病毒主要来自于以下7种病毒科：aramyxoviridae、 Coronaviridae、Parvoviridae、 Orthomyxoviridae、Picornaviridae、 Anelloviridae和Adenoviridae;而非SARI组的病毒群落主要来自于Anelloviridae病毒科,常规病毒只占其中的少部分。两组人群呼吸道样品病毒种类比较分析发现：儿童SARI的病毒性致病原主要包括一下病毒：HRSV、HCoVs(HCoV-OC43、229E、HKU1)、HBoV、HPIVs、 influenza viruses A和 HAdV。两组呼吸道样品中均检测到大量指环病毒科相关病毒,比较分析发现指环病毒科相关病毒与儿童SARI之间没有明显的相关性。第三：两种呼吸道病毒的全基因组测序与分析采用深度测序平台进行了两种呼吸道病毒全基因组测序和分析,针对已分离的基因型未知AdV病毒,采用深度测序平台成功获得1株HAdV全基因组,分析发现该病毒为HAdV-C的一种重组毒株,主要是由HAdV-1和HAdV-2重组产生。针对HBoV核酸阳性临床样品,通过深度测序获得4株HBoV全基因组,序列分析发现了HBoV1特异性的核苷酸缺失和进化特征,VP1基因的进化速率远远大于NS1,大约为后者的15倍。核苷酸多样性分析发现HBoV1的核苷酸多样性主要集中在VP1区,而HBoV2等病毒的核苷酸多样性相对分散和复杂。本研究首次比较分析了SARI与非SARI儿童呼吸道样品的病毒组学特征,确定了北京地区儿童SARI的主要病毒性致病原,为呼吸道疾病的诊断和预防提供新方法。另外采用深度测序平台成功的获得两种常见呼吸道病毒(HAdV和HBoV)全基因组,为呼吸道病毒的进化研究和相关疫情的快速确诊提供了新方法。