抗生素抗性识别制造技术

用于识别病原体中的抗生素抗性的因果遗传机制的方法和系统。根据至少一个实施例，所述系统包括：基因抗性模块，其用于识别抗生素抗性病原体中存在的基因；单核苷酸多态性抗性模块，其用于识别抗生素抗性病原体中存在的突变；以及抗生素抗性模块，其被配置为基于识别出的基因和突变来输出抗生素抗性的因果关系。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗生素抗性识别
本文中描述的各实施例涉及用于识别病原体中的抗生素抗性的因果遗传机制的方法和系统，并且更具体地但非排他地，涉及用于识别抗生素抗性的因果遗传机制的方法和系统。
技术介绍
微生物的抗生素抗性是指微生物抵抗被开发用于处置由微生物引起的感染的抗微生物药物的作用的能力。微生物中抗生素抗性的发展是不可避免的生物学过程。但是，必须保守、准确、并且不过量地使用抗生素。不符合这些原则的抗生素使用可能加速病原体中抗性的获得。特别是ESKAPE病原体，即，屎肠球菌金黄色葡萄球菌，肺炎克雷伯菌，鲍氏不动杆菌，铜绿假单胞菌，和肠杆菌属，已知是美国医院获得性感染的主要原因。一个主要关注是ESKAPE病原体不断增加的抗生素耐药性。全球出现和传播的耐药机制通过降低现有治疗方法的效果或完全抵消现有治疗方法的影响来挑战医务人员治疗常见细菌感染的能力。这不可避免地导致健康护理支出增加，医学机构停留时间延长，并最终导致更高的死亡率。例如，仅在美国，每年就有超过2000000例疾病和至少23000例死亡归因于病原体中产生的抗生素耐药性。这些数字在全球范围内增加，抗生素耐药性导致全球每年超过70万人死亡。如果当前的趋势继续下去，归因于抗生素耐药性导致的死亡人数可能达到1000万，预计到2050年GDP损失将超过100万亿美元。抗生素耐药性不仅使得诊断现有的细菌感染变得困难，而且还在其他健康护理领域产生后续影响。例如，抗生素抗性影响手术、器官移植、剖腹产、癌症处置和其他医学状况和处置。用于对抗抗生素抗性的现有技术通常涉及防止抗生素抗性生物的传播，包括在政策和管理层面控制抗生素消耗的策略，而不是识别抗性的根本原因和/或阻止其出现。另一种策略是通过计算各种抗生素的分离株的最低抑制浓度来量化病原体的抗生素抗性，并通过医院中各种卫生方法来阻止抗药性的传播。然而，这些技术同样通常仅关注包含抗生素抗性病原体的传播。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
以用简化形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施例部分进一步描述。本
技术实现思路
并非旨在识别要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定要求保护的主题的范围。根据前述内容，期望提供表征抗性获得和分子进化的究竟原因以帮助对抗抗生素抗性的方法和系统。在一个方面中，各种实施例涉及用于识别病原体中的抗生素抗性的系统。所述系统包括：基因抗性模块，其被配置为接收多个基因组序列作为输入，每个序列包含多个基因，生成基因存在-不存在矩阵，所述基因存在-不存在矩阵识别存在于所述多个基因组序列中的每个中的基因，并且针对所述多个基因组序列中的每个输出抗性或敏感性的标记；单核苷酸多态性抗性模块，其被配置为接收所述多个基因组序列作为输入，识别所述多个基因组序列中的每个中的基因突变，并输出针对每个识别出的突变的抗性或敏感性的标记；以及抗生素抗性模块，其被配置为接收与针对所述多个基因组序列和每个识别出的突变的抗性或敏感标记相关联的基因和突变作为输入，并且基于接收到的标记来识别赋予抗生素抗性的基因和赋予抗生素抗性的基因的来源中的至少一个。在一个实施例中，所述基因抗性模块还包括：基因预测引擎，其被配置为识别存在于所述多个基因组序列的样本中的基因的集合；以及基因消除引擎，其被配置为从所述多个基因组序列中的每个中去除识别出的基因的集合，其中，所述基因预测引擎和所述基因消除引擎还被配置为迭代以下步骤：识别每个剩余基因组序列中存在的基因的集合，并从所述剩余基因组序列中去除识别出的基因的集合以生成基因存在-不存在矩阵。在一个实施例中，所述基因抗性模块还被配置为生成表示基因对抗生素抗性或抗生素敏感性的贡献的值。在一个实施例中，所述抗生素抗性模块还被配置为确定至少两个抗性基因是否作为网络起作用。在一个实施例中，基因的存在能够通过二元值或百分比来定义。在一个实施例中，所述抗生素抗性模块还被配置为确定作为操纵子网络起作用的至少两个基因是否包括突变。在一个实施例中，所述抗生素抗性模块还被配置为输出识别与抗生素抗性相关联的所述至少一个基因或突变的报告。在一个实施例中，使用序列组成和系统发育中的至少一种来识别所述基因的来源，以将基因组序列分类为宿主或外源。在另一方面中，各种实施例涉及用于识别病原体中的抗生素抗性的方法。所述方法包括在基因抗性模块和单核苷酸多态性抗性模块处接收多个基因组序列，每个序列包括多个基因；经由基因抗性模块生成基因存在-不存在矩阵，所述基因存在-不存在矩阵识别存在于所述多个基因组序列中的每个中的基因；经由所述基因抗性模块输出针对多个基因组序列中的每个的抗性或敏感性的标记；经由所述单核苷酸多态性抗性模块识别所述多个基因组序列中的每个中的基因突变，经由所述单核苷酸多态性抗性模块输出针对每个识别出的突变的抗性或敏感性的标记；在抗生素抗性模块处接收与针对所述多个基因组序列中的每个和每个检测到的突变的抗性或敏感标记相关联的基因和突变；并且经由所述抗生素抗性模块基于接收到的标记来识别赋予抗生素抗性的基因和赋予抗生素抗性的基因的来源中的至少一个。在一个实施例中，所述方法还包括经由所述基因抗性模块来识别存在于所述多个基因组序列的样本中的基因的集合；经由所述基因抗性模块从所述多个基因组序列中的每个中去除识别出的基因组；并且迭代以下步骤：识别来自所述多个基因组序列中的每个剩余样本中存在的基因的集合，并且从剩余基因组序列中去除识别出的基因组，以生成基因存在-不存在矩阵。在一个实施例中，所述方法还包括经由所述基因抗性模块来生成表示基因对抗生素抗性或抗生素敏感性的贡献的值。在一个实施例中，所述方法还包括经由所述抗生素抗性模块来确定至少两个抗性基因是否作为网络起作用。在一个实施例中，基因的存在能够通过二元值或百分比来定义。在一个实施例中，所述方法还包括经由所述抗生素抗性模块来确定作为网络起作用的至少两个基因是否包括突变。在一个实施例中，所述方法还包括经由所述抗生素抗性模块来输出识别与抗生素抗性相关的至少一个基因或突变的报告。在一个实施例中，使用序列组成和系统发育中的至少一种来识别所述基因的来源，以将基因组序列分类为宿主或外源。在又一方面中，各种实施方案涉及用于识别赋予抗生素抗性的一个或多个基因的方法。所述方法包括:接收多个基因组序列，每个序列包含多个基因；确定所述多个基因组序列中的哪些赋予抗生素抗性；确定所述多个基因组序列中的哪些突变赋予抗生素抗性；并且基于哪些样本和突变赋予抗生素抗性来识别所述多个基因组序列中与抗生素抗性相关联的至少一个基因。附图说明为了更好地理解各种示例实施例，参考附图，其中，图1图示了根据一个实施例的用于识别病原体中的抗生素抗性的系统。图2图示了根据一个实施例的图1的基因抗性模块102；图3图示了根据一个实施例的基因预测和消除算法；图4图示了根据另一实施例的基因预测和消除算法；图5图示了根据一个实施例的基因预测和消除算法的多次迭代；图6描绘了根据一个实施例的基因存在-不存在矩阵；图7描绘了根据另一实施例的基因存在-不存在矩阵；图8描绘了根据另一实施例的基因存在-不存在矩阵；图9图示了根据一个实施例的图1的单核苷酸多态性(SAR)模块104；图10描绘了根据一个实施例的变体矩阵；图11描绘了根据一个实施例的具有抗性敏感标记的变体矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于识别病原体中的抗生素抗性的系统，所述系统包括：基因抗性模块，其被配置为：接收多个基因组序列作为输入，每个序列包括多个基因，生成基因存在‑不存在矩阵，所述基因存在‑不存在矩阵识别存在于所述多个基因组序列中的每个中的基因，并且输出针对多个基因组样本中的每个的抗性或敏感性的标记；单核苷酸多态性抗性模块，其被配置为：接收所述多个基因组序列作为输入，识别所述多个基因组序列中的每个中的基因突变，并且输出针对每个识别出的突变的抗性或敏感性的标记；以及抗生素抗性模块，其被配置为：接收与针对所述多个基因组序列中的每个和每个识别出的突变的抗性或敏感性的标记相关联的所述基因和突变作为输入，并且基于接收到的标记来识别赋予抗生素抗性的基因和赋予抗生素抗性的基因的来源中的至少一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.10 US 62/306,283;2016.11.07 US 62/418,5321.一种用于识别病原体中的抗生素抗性的系统，所述系统包括：基因抗性模块，其被配置为：接收多个基因组序列作为输入，每个序列包括多个基因，生成基因存在-不存在矩阵，所述基因存在-不存在矩阵识别存在于所述多个基因组序列中的每个中的基因，并且输出针对多个基因组样本中的每个的抗性或敏感性的标记；单核苷酸多态性抗性模块，其被配置为：接收所述多个基因组序列作为输入，识别所述多个基因组序列中的每个中的基因突变，并且输出针对每个识别出的突变的抗性或敏感性的标记；以及抗生素抗性模块，其被配置为：接收与针对所述多个基因组序列中的每个和每个识别出的突变的抗性或敏感性的标记相关联的所述基因和突变作为输入，并且基于接收到的标记来识别赋予抗生素抗性的基因和赋予抗生素抗性的基因的来源中的至少一个。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述基因抗性模块还包括：基因预测引擎，其被配置为识别存在于所述多个基因组序列的样本中的基因的集合；以及基因消除引擎，其被配置为从所述多个基因组序列中的每个中去除识别出的基因的集合，其中，所述基因预测引擎和所述基因消除引擎还被配置为迭代以下步骤：识别剩余基因组序列中的每个中存在的基因的集合，并且从所述剩余基因组序列中去除识别出的基因的集合以生成所述基因存在-不存在矩阵。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述基因抗性模块还被配置为生成表示基因对抗生素抗性或抗生素敏感性的贡献的值。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述抗生素抗性模块还被配置为确定至少两个抗性基因是否作为网络起作用。5.根据权利要求1所述的系统，其中，基因的存在能够通过二元值或百分比来定义。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述抗生素抗性模块还被配置为确定作为操纵子网络起作用的至少两个基因是否包括突变。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述抗生素抗性模块还被配置为输出识别与抗生素抗性相关联的至少一个基因或突变的报告。8.根据权利要求1所述的系统，其中，使用序列组成和系统发育中的至少一种来识别所述基因的所述来源，以将所述基因组序列分类为宿主或外源。9.一种用于识别病原体中的抗生素抗性...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·穆鲁格桑，N·迪米特罗娃，H·林，P·B·马伊高达，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL