[發明專利]一種基于三代測序的病原微生物宏基因組檢測方法

有效

• 申請號: 202110567044.2
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113160882B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 鄒珂珂;趙科研;馬欣;劉菲;李珊
• 申請（專利權）人: 成都博欣醫學檢驗實驗室有限公司
• 主分類號: G16B20/00
• 分類號: G16B20/00;G16B30/10;G16B50/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于三代測序的病原微生物宏基因組檢測方法，包括獲取樣本三代測序的原始基因檢測數據，去除干擾序列，保留非人源數據；建立全物種核酸數據庫與全物種分類數據庫的映射關系；去除映射關系集合中的無效映射關系，得到非人源數據和全物種分類數據庫的有效映射關系集合，并根據有效映射關系集合計算得到物種鑒定結果；構建微生物注釋數據庫，獲得微生物注釋信息；構建微生物耐藥數據庫，獲得微生物耐藥信息；根據物種鑒定結果、微生物注釋信息和微生物耐藥信息，獲得微生物檢測報告。本發明通過建立非人源數據，優化映射結果，提高檢測精度，提高了相似區域物種分類的準確性，進而經過預測比對序列結果得到物種。

技術領域

本發明涉及生物信息技術領域，具體涉及到一種基于三代測序的病原微生物宏基因組檢測方法。

背景技術

病原微生物是人類致病的主要因素之一，在人類疾病的確診過程中，通常需要進行人體樣本的生物學檢測。

宏基因組學（Metagenomics）又叫微生物環境基因組學、元基因組學。它通過直接從環境樣品中提取全部微生物的DNA,構建宏基因組文庫，利用基因組學的研究策略研究環境樣品所包含的全部微生物的遺傳組成及其群落功能。它是在微生物基因組學的基礎上發展起來的一種研究微生物多樣性、開發新的生理活性物質（或獲得新基因）的新理念和新方法。其主要含義是： 對特定環境中全部微生物的總DNA（也稱宏基因組，metagenomic）進行克隆，并通過構建宏基因組文庫和篩選等手段獲得新的生理活性物質；或者根據rDNA數據庫設計引物，通過系統學分析獲得該環境中微生物的遺傳多樣性和分子生態學信息。

病原微生物宏基因組的檢測是指從感染微生物的患者中檢測相關的致病菌，目前已知的致病菌包括病毒、細菌、寄生蟲、真菌、原生動物等。耐藥基因的檢測是指從感染微生物的患者中檢測是否存在能產生對某種抗生物素不敏感產物的基因。快速、準確的鑒定出微生物的類型和耐藥基因，能對醫生的用藥指導提供有效的參考。但目前由于檢測手段的限制，快速精確診斷的難度比較大。

目前病原微生物物種鑒定的方法主要有以下幾種：

1）涂片檢查：

該方法通過感染液涂片顯微鏡光學檢測，只能判定是否有微生物存在，由于只能從形態學進行判定，因此準確度和敏感性都存在極大的缺乏，另外受到樣本類型的限制，如鼻驗拭子樣本就不適用。

2）病原培養：

常見的樣本培養類型包括血培養和痰液培養，所需鑒定的物種受到培養基成分的限制且培養時間由培養樣本中類型不同而所需培養的時間不同，一般來說鑒定需氧菌需要24 小時，厭氧菌需要 48 小時，酵母菌需要48-72 小時，絲狀真菌需要 4-7 天，該種方法雖是臨床上常用的方法但檢測的種類非常有限，所需時間也不同步，存在比較高的漏檢情況。

3）抗原/抗體的免疫學檢測方法：

能鑒定存在抗體的常見物種，靈敏度低且通量小。

4）基于代謝產物的質譜檢測：

作為一種高通量檢測技術，檢測時間略長需 1-3 天。5）基于核酸的 PCR 檢測，一般來說具有較高的準確性，檢測速度只需幾小時，但因需要設計特異性的引物和探針，一次只能鑒定 10-20 種物種，且每個物種需要針對性設計引物和探針。

5）基于基因組序列的二三代測序的檢測方法：

相較于傳統低通量釣魚氏檢測，二三代測序檢測的檢測方法能快速高效的一次性分析所有的基因組成分，通常能在 12-24 小時檢測出樣本中含有的所有微生物核酸序列。