[發明專利]新型冠狀病毒變異分析方法及應用

有效

• 申請號: 202010280808.5
• 申請日: 2020-04-10
• 公開（公告）號: CN111445955B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 許騰;陳文景;曾偉奇;劉足;李永軍;王小銳;蘇杭
• 申請（專利權）人: 廣州微遠醫療器械有限公司;廣州微遠基因科技有限公司;廣州微遠醫學檢驗實驗室有限公司;深圳微遠醫療科技有限公司;微遠（深圳）醫學研究中心有限公司
• 主分類號: G16B30/10
• 分類號: G16B30/10
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 李海恬

本發明涉及一種新型冠狀病毒變異分析方法及應用，屬于基因測序分析技術領域。該方法包括數據獲取、數據過濾、數據比對、變異檢測、坐標分析、坐標校正和變異注釋步驟。該方法不僅可以對純病毒培養物測序數據進行變異檢測，還可以對宏基因組測序數據進行變異檢測，使用范圍更廣。同時還能準確對核糖體移碼進行注釋，以及對聯合突變進行準確注釋，提高了變異檢測的準確率。此外還可以對病毒變異進行動態監測。

技術領域

本發明涉及基因測序分析技術領域，特別是涉及一種新型冠狀病毒變異分析方法及應用。

背景技術

新型冠狀病毒(2019-nCoV)是一種單股正鏈RNA病毒，容易發生變異。在臨床上，新冠病毒感染者的癥狀差異較大，從無癥狀到危重癥都有可能發生。除了個體因素的差異外，病毒變異也可能是導致感染患者癥狀差異大的重要因素。

研究表明，新型冠狀病毒突變速率約為每月2～4個突變，目前在已知的株系發現了超過25個突變的變異株。病毒的變異會顯著影響其傳播能力和致病能力，甚至出現耐藥問題而加大治療難度。所以對病毒變異的監測極為重要，可以為防控疫情和治療患者提供科學依據，以及為疫苗開發和藥物靶點篩選等科學研究提供支持。

然而，目前尚未有針對新型冠狀病毒的變異檢測方法，若直接使用第三方通用軟件會造成變異檢測不準確、注釋錯誤等問題。病毒的變異是一個動態的過程，及時地監測病毒變異是非常重要的，所以需要從患者采集樣本后直接測序，這樣才能真正監測到病毒在患者身上發生的變異。如果從患者采集樣本后經過分離培養再測序進行變異檢測，此時檢測的變異可能并不是患者當時攜帶的病毒的變異信息了，因為在培養過程中病毒也會發生變異。

從患者身上采集樣本后直接測序需要用到宏基因組學的方法，但目前的第三方通用變異檢測方法是不支持宏基因組學測序的，直接使用會帶來很多檢測錯誤。

綜上所述，目前缺乏針對新型冠狀病毒開發的變異檢測軟件，第三方通用軟件無法直接處理宏基因組測序數據，變異檢測錯誤率高。

發明內容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種新型冠狀病毒變異分析方法，采用該檢測分析系統對2019-nCoV進行檢測，不僅支持純培養病毒測序，還能夠支持宏基因組學測序、支持糖體移碼注釋，且變異檢測準確率高，同時還可監測同一患者體內病毒的動態變異。

一種新型冠狀病毒變異分析方法，包括以下步驟：

數據獲取：獲取高通量測序得到的基因測序數據；

數據過濾：將上述得到的基因測序數據依次進行低質量序列過濾、宿主序列過濾；

數據比對：將上述過濾后序列與2019-nCoV參考基因組進行比對，并將比對上序列進行排序，生成位點一致性文件；

變異檢測：對上述位點一致性文件進行分析，分別識別并統計snp、insertion、deletion 三種變異類型，并統計每個位點的基因組坐標P、總覆蓋深度D、snp深度Ds、insertion深度 Di、deletion深度Dd，用Dv表示Ds或Di或Dd，當Dv≥閾值N時，則判定該變異為可信的，該位點為變異位點，其中N為自然數；

坐標分析：分析變異位點坐標，當變異位點的基因組坐標P滿足G_start≤P≤G_end，則該變異位點所在基因為G，其中G_start表示基因G的起始位點，G_end表示基因G的終止位點，G表示2019-nCoV的任意一個基因；

坐標校正：根據核糖體移碼信息對CDS原始坐標Pc’進行校正，先從注釋數據庫中讀取變異位點所在基因的核糖體移碼信息，當該基因被標記為有核糖體移碼，發生移碼位點的基因組坐標記為Pr，移碼數記為K，則當Pc’≥Pr時，CDS坐標Pc更正為Pc＝Pc’+K，當Pc＜ Pr時，CDS坐標無需更正，Pc＝Pc’；