【技术实现步骤摘要】
一种基于Nanopore测序仪进行结核分枝杆菌耐药检测分析系统及其构建方法
[0001]本专利技术涉及基因检测分析领域，特别是一种基于Nanopore测序仪进行结核分枝杆菌耐药检测分析系统及其构建方法。
技术介绍
[0002]Nanopore测序是一种单分子、实时测序的新一代测序方法，其以单分子DNA（RNA）通过生物纳米孔的电流变化推测碱基组成而进行测序。Nanopore测序具有长度长、实时测序、按需测序以及灵活、可扩展等特点。与传统测序技术不同的是，用户可以自行掌握测序时间、地点、以及需要使用的芯片数量，这意味着用户可以根据样本的数量选择芯片数量，随数据量要求随时启动和停止实验。
[0003]结核分枝杆菌是结核病的病原体，随着抗结核药物的不断发展和居民卫生状况的改善，结核病的发病率和病死率曾大幅度下降。但自20世纪80年代以来，由于结核分枝杆菌耐药菌株，尤其是耐多药菌株的产生和传播，肺结核的发病率又有所提升，是导致人类死亡的重要疾病之一。要使肺结核发病率和病死率降低，必须实行结核病的早期诊断及其耐药性检测。采用传统的结核分枝杆菌分离培养和药敏试验通常需要1
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2月时间，显然不能满足临床开展有效治疗的需要。因此，阐明结核分枝杆菌耐药机制，建立快速检测耐药结核分枝杆菌的诊断试验，已成为当前结核病研究的重要课题。
[0004]现有的结核分枝杆菌耐药检测方法耗时长，且灵敏度和特异性低，本专利技术解决这样的问题，具有广泛应用于临床的潜力。
技术实现思路
[0005]为解决现...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于Nanopore测序仪进行结核分枝杆菌耐药检测分析系统，其特征在于，包括：微生物序列参考库模块，菌株耐药参考库模块，病原微生物鉴定模块，突变检测模块和耐药数据库注释模块；所述微生物序列参考库模块为通过多个数据库的微生物rRNA序列构建微生物序列参考库，对序列进行过滤，形成高可信度的微生物序列参考库；所述病原微生物鉴定模块包括：测序数据样品拆分模块，数据质控处理模块，比对分析模块和物种分类模块；所述测序数据样品拆分模块为：通过Guppy软件将由测序仪产生的fast5格式文件转换成fastq格式，每个样品都具有独特的barcode序列，每条序列的前一段序列就是barcode序列，将这段序列与测序仪提供的barcode序列库进行比对，将比对分数大于80的序列视为可信的分配；所述数据质控处理模块为：采用NanoFilt软件进行质控，每条序列都有一个平均测序数据质量值Q，若Q值小于7的序列为不合格序列，将被删除；所述比对分析模块为：将质控处理后的序列采用minimap2进行快速比对，计算reads 的identity和coverage，筛选identity 大于90%且coverage大于85%的结果；所述物种分类模块为：将序列与微生物序列参考库进行比对，选择比对分数最高、identity大于90%且coverage大于85%的记录作为该序列的最佳比对记录；将最佳比对记录ID与物种谱系数据库进行匹配，获取物种分类结果；所述突变检测模块为对来源于菌株的reads采用minimap2比对到菌株参考基因组，采用varscan2检测基因突变位点，获得bam文件，利用samtools对bam文件进行排序，使用samtools mpileup提取mpileup文件，再使用varscan2对mpileup文件进行处理，获得突变结果并以vcf格式保存，然后使用Snpeff对突变结果进行基因注释；所述菌株耐药参考库模块为以CARD数据库结合文献报道的菌株耐药位点信息整合成自建菌株耐药参考库；所述耐药数据库注释模块为对基因突变位点进行注释，获取该突变位点对应的耐药药物名称。2.根据权利要求1所述的一种基于Nanopore测序仪进行结核分枝杆菌耐药检测分析系统，其特征在于，所述微生物序列参考库模块中的多个数据库包括：NCBI 16S rRNA、18S rRNA、ITS 、SILVA和UNITE数据库。3.根据权利要求1所述的一种基于Nanopore测序仪进行结核分枝杆菌耐药检测分析系统，其特征在于，所述微生物序列参考库模块中对序列进行过滤的具体方法包括：步骤a：将来源不同的序列合并成一个综合数据库，并剔除重复序列；步骤b：筛选有文献支持的序列作为高可信度参考序列。4.根据权利要求1所述的一种基于Nanopore测序仪进行结核分枝杆菌耐药检测分析系统，其特征在于，计算reads 的identity和coverage的方法为： minimap2比对结果中第13列含有前缀de:f:，该列值加上identity等于1；minimap2比对结果第2列代表序列长度，第3列代表比对其实位置，第4列代表比对终止位置，将第4列与第3列的差值除以第2列等于coverage。5.根据权利要求1所述的一种基于Nanopore测序仪进行结核分枝杆菌耐药检测分析系
统，其特征在于，所述菌株参考基因组为结核分枝杆菌参考基因组；所述结核分枝杆菌参考基因组为Mycobacterium tuberculosis H37Rv，NCBI登录号为NC_000962.3。6.根据权利要求1所述的一种基于Nanopore测序仪进行结核分枝杆菌耐药检测分析系统，其特征在于，所述自建菌株耐药参考库为自建结核分枝杆菌耐药参考库，所述自建结核分枝杆菌耐药参考库包括如下内容：gene
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S315N
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isoniazid katG
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W191...
【专利技术属性】
技术研发人员：谷红仓，谢长校，徐振宇，王云飞，车仙荣，
申请(专利权)人：杭州圣庭医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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