基于NGS技术的HIV-1耐药基因检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于NGS技术的HIV

【技术实现步骤摘要】
基于NGS技术的HIV
‑
1耐药基因检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及基因检测
，特别是涉及一种基于NGS技术的HIV
‑
1耐药基因检测方法及系统。

技术介绍

[0002]目前HIV耐药检测方法主要有3种：基因型耐药检测(GART)、表型耐药检测(PART)和虚拟耐药检测(virtual phenotype，vPT)。传统的基因型耐药检测以核酸序列测定为基础，首先通过RT
‑
PCR扩增出HIV的蛋白酶和逆转录酶基因的核酸序列，然后与参比毒株的核酸序列比较了解耐药位点是否发生变异。以Sanger测序为基础的检测方法准确性高、信息全面，是HIV耐药临床检测金标准。
[0003]然而，目前所采用的Sanger测序系统，其灵敏度低，对于20％以下的突变检测效果较差。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种基于NGS技术的HIV
‑
1耐药基因检测方法及系统，检测准确性好，灵敏度高，能够实现低频耐药突变的检测，对HIV
‑
1病毒的前期筛查检测及发病后医生制定更为有效的用药方案具有重要意义。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种基于NGS技术的HIV
‑
1耐药基因检测方法，包括以下步骤：
[0007]S1、采用fastqc软件对NGS数据进行质控分析并出具初次质控报告，经过fastp软件过滤NGS数据后，再次用fastqc软件对过滤后的NGS数据进行质控分析并出具二次质控报告，同时，判断质控分析数据是否满足设定要求，若是，则进行后续检测，若否，则提示NGS数据异常及与NGS实验部分关系；
[0008]S2、采用BWA软件中的mem算法将NGS数据与参考序列进行比对，生成比对文件SAM，使用samtools软件将SAM文件转换为BAM文件，再从BAM文件中提取正确率在99.9％以上的比对结果作为有效信息并排序；
[0009]S3、采用samtools和ivar软件利用转换得到的BAM文件与参考基因组序列构建一致性基因组序列；
[0010]S4、伪参考基因组序列构建子模块，用于采用samtools、bcftools和vcfutils软件利用转换得到的BAM文件与参考基因组序列构建伪参考基因组；
[0011]S5、向一致性基因组序列和伪参考基因组序列输入HIVdb信息进行耐药性检测，得出耐药性结果；
[0012]S6、生成包含测序深度信息、测序覆盖度信息和测序质控报告的NGS测序结果数据，以及按照原斯坦福HIVdb系统出具的报告输出一致性的HIVdb耐药性检测结果可视化报告；
[0013]S7、将构建好的基因组序列与HIVdb数据库(或本地数据库)的序列进行多序列比
对，建立进化树；
[0014]S8、生成NGS测序结果可视化报告、HIVdb耐药性检测可视化报告、基因组序列或一致性序列或伪参考基因组FASTA文件、比对文件BAM、进化树图片。
[0015]本专利技术还提供了一种基于上述检测方法的系统，其技术方案如下：
[0016]一种基于NGS技术的HIV
‑
1耐药基因检测系统，包括：
[0017]NGS数据质控与过滤模块，用于过滤NGS数据信息并输出质控报告；
[0018]基因组比对与有效信息提取模块，用于比对NGS数据信息与参考序列信息，并提取正确率在99.9％以上的有效信息；
[0019]基因组序列构建模块，用于构建一致性基因组序列和伪参考基因组序列；
[0020]HIVdb耐药性检测模块，用于向一致性基因组序列和伪参考基因组序列输入HIVdb信息进行耐药性检测，并输出耐药性结果数据；
[0021]测序结果可视化模块，用于输出包含测序深度信息、测序覆盖度信息和测序质控报告的NGS测序结果数据，以及按照原斯坦福HIVdb系统出具的报告输出一致性的HIVdb耐药性检测结果可视化报告；
[0022]溯源进化树构建模块，用于将构建好的基因组序列与HIVdb数据库(或本地数据库)的序列进行多序列比对，建立进化树；
[0023]结果输出模块，用于输出NGS测序结果可视化报告、HIVdb耐药性检测可视化报告、基因组序列或一致性序列或伪参考基因组FASTA文件、比对文件BAM、进化树图片。
[0024]在进一步的技术方案中，所述NGS数据质控与过滤模块，包括：
[0025]质控分析子模块，用于采用fastqc软件对NGS数据信息进行质控分析并输出质控报告；
[0026]NGS数据过滤子模块，用于采用fastp软件过滤NGS数据信息；
[0027]质控信息判断子模块，用于判断质控分析数据是否满足设定要求，若是，则进入基因组比对与有效信息提取模块，若否，则发送NGS数据异常信息及与NGS实验部分的相关信息。
[0028]在进一步的技术方案中，所述基因组比对与有效信息提取模块，包括：
[0029]数据比对子模块，用于采用BWA软件中的mem算法将NGS数据信息与参考序列信息进行比对，生成比对文件SAM；
[0030]文件转换子模块，用于采用samtools软件将SAM文件转换为BAM文件；
[0031]结果提取子模块，用于从BAM文件中提取正确率在99.9％以上的比对结果数据并排序。
[0032]在进一步的技术方案中，所述基因组序列构建模块，包括：
[0033]一致性基因组序列构建子模块，用于采用samtools和ivar软件利用转换得到的BAM文件与参考基因组序列构建一致性基因组序列；
[0034]伪参考基因组序列构建子模块，用于采用samtools、bcftools和vcfutils软件利用转换得到的BAM文件与参考基因组序列构建伪参考基因组。
[0035]本专利技术的有益效果是：
[0036]与传统的一代Sanger测序技术相比，采用本专利技术的系统及方法，可检测到突变频率为10％以下的耐药位点，检测灵敏度更高，对HIV
‑
1病毒的前期筛查检测及发病后医生制
定更为有效的用药方案具有重要意义。
附图说明
[0037]图1是本专利技术实施例所述基于NGS技术的HIV
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1耐药基因检测系统的流程图；
[0038]图2是本专利技术实施例所述测序数据图；
[0039]图3是本专利技术实施例所述测序深度及覆盖率数据图；
[0040]图4是本专利技术实施例所述GC含量分布图；
[0041]图5是本专利技术实施例所述基于NGS技术的HIV
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1耐药基因检测方法的过程图；
[0042]图6是本专利技术实施例所述目的基因片段图。
具体实施方式
[0043]下面结合附图对本专利技术的实施例作进一步说明。
[0044]实施例：
[0045]一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于NGS技术的HIV
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1耐药基因检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用fastqc软件对NGS数据进行质控分析并出具初次质控报告，经过fastp软件过滤NGS数据后，再次用fastqc软件对过滤后的NGS数据进行质控分析并出具二次质控报告，同时，判断质控分析数据是否满足设定要求，若是，则进行后续检测，若否，则提示NGS数据异常及与NGS实验部分关系；S2、采用BWA软件中的mem算法将NGS数据与参考序列进行比对，生成比对文件SAM，使用samtools软件将SAM文件转换为BAM文件，再从BAM文件中提取正确率在99.9％以上的比对结果作为有效信息并排序；S3、采用samtools和ivar软件利用转换得到的BAM文件与参考基因组序列构建一致性基因组序列；S4、伪参考基因组序列构建子模块，用于采用samtools、bcftools和vcfutils软件利用转换得到的BAM文件与参考基因组序列构建伪参考基因组；S5、向一致性基因组序列和伪参考基因组序列输入HIVdb信息进行耐药性检测，得出耐药性结果；S6、生成包含测序深度信息、测序覆盖度信息和测序质控报告的NGS测序结果数据，以及输出一致性的HIVdb耐药性检测结果可视化报告；S7、将构建好的基因组序列与HIVdb数据库的序列进行多序列比对，建立进化树；S8、生成NGS测序结果可视化报告、HIVdb耐药性检测可视化报告、基因组序列或一致性序列或伪参考基因组FASTA文件、比对文件BAM、进化树图片。2.一种基于NGS技术的HIV
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1耐药基因检测系统，其特征在于，包括：NGS数据质控与过滤模块，用于过滤NGS数据信息并输出质控报告；基因组比对与有效信息提取模块，用于比对NGS数据信息与参考序列信息，并提取正确率在99.9％以上的有效信息；基因组序列构建模块，用于构建一致性基因组序列和伪参考基因组序列；HIVdb耐药性检测模块，用于向一致性基因组序列和伪参考基因组序列输入HIVdb信息进行耐药...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛海，黄子懿，王超，詹杨丹，张伟，蒋琪琪，蒲秀枚，
申请(专利权)人：成都爱诺言医学检验实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：