一种细菌及耐药基因整合分析流程及搭建的分析平台制造技术

本发明专利技术提供一种细菌及耐药基因整合分析流程以及基于该分析流程的搭建的分析平台，所述分析平台为一种不依赖于网络的本地化细菌及耐药基因整合分析平台，包括生物信息分析流程和自动化报告系统两部分，能够同步进行细菌和耐药基因高通量测序数据的分析。本发明专利技术所述整合分析平台，同时拟构建可视化的操作界面，以快速、准确且操作简便的实现从原始测序下机数据到报告出具的“数据进，报告出”的自动化一体化分析过程。体化分析过程。体化分析过程。

【技术实现步骤摘要】
fastq进行合并，并将数据格式由fastq转换为fasta。这里选择通过QIIME软件对测序数据进行处理，理由在于：本整合分析平台为可安装于个人电脑的、主要为针对基于扩增子建库的测序数据进行分析处理，QIIME软件占据内存较少，可快速对测序数据进行处理并进行格式转换。
[0008]步骤（2）中，还采用trimmomatic软件去除测序序列中接头序列，并采用trimmomatic软件默认参数对低质量碱基序列进行过滤，选择采用trimmomatic软件的理由是trimmomatic 可对illumina平台的单端或双端测序数据进行过滤，本分析平台设置了双端和单端两种数据输入界面。需要说明的是，trimmomatic 的默认参数是公开的，下载软件时即可得。
[0009]步骤（3）中，采用QIIME软件进行OTU的挑选，原因在于：QIIME可以采用比对到已知数据库，速度快且所需内存较少，适用于安装于个人电脑的分析平台；采用BLAST作为比对工具进行耐药基因测序数据的比对，原因在于： BWA比对不允许一条序列比对到多个参考序列上，会造成一些测序数据中耐药基因的漏检。本分析平台采用BLAST作为比对工具，按序列匹配程度进行排序，并选取较高的前五位比对结果进行展示。
[0010]步骤（3）中，细菌参考数据库采用GreenGenes数据库，GreenGenes采用常用的界门纲目科属种七级对细菌物种进行注释，并全部进行人工核对，准确度高并便于理解阅读。本整合分析平台的目标使用人群为临床检测人员，临床熟悉物种注释模式及高准确度是参考数据库的必备要素。耐药基因数据库包括耐药基因的参考序列数据库和耐药基因的注释数据库，所述耐药基因数据库基于CARD耐药基因数据库构建。CARD耐药基因数据库是目前最为常用、包涵耐药基因参考序列最多且在持续更新的耐药基因数据库，采用该数据库作为参考数据库可以确保耐药基因参考序列的全面性。
[0011]步骤（3）中，在处理高通量测序数据时，首先使用GreenGenes数据库进行OTU的挑选，然后采用耐药基因数据库的参考序列作为参考序列进行耐药基因测序序列的比对，根据比对结果调用耐药基因注释数据库进行结果注释。
[0012]步骤（4）中，挑选出的OTU、比对上的耐药基因及注释文件将分别以不同的.txt文件输出，每一OTU及耐药基因含有相应比对上reads数。
[0013]一种基于所述细菌及耐药基因整合分析流程搭建的分析平台，还包括可视化操作平台，所述可视化操作平台包括以下功能模块：数据输入模块： 用户通过输入“local host”打开分析操作平台，通过点击文件上传按钮将待分析的原始测序数据导入分析系统；选择适当的分析过滤参数并自定义任务名称，完成对分析任务的所有设置，点击RUN，开始运行分析数据；任务查询模块：可查看所有分析任务的现时状态，包括所有分析任务的名称、运行时间、结束时间、结果路径及现状态；报告编辑模块：可对受检测者基础信息、检测内容和检测结果，测序平台、相应检测人、审核人、检测实验室进行录入和修订，并对细菌筛查和耐药基因筛查的初步结果进行编辑；报告生成模块：支持自动生成的PDF版报告的浏览和下载。
[0014]所述数据输入模块中的原始测序数据包括双端测序或单端测序；
所述报告编辑模块中的受检测者基本信息包括姓名、性别、年龄和样品类型。
[0015]本专利技术的有益效果为：（1）本申请提供的细菌及耐药基因整合分析流程，通过先对原始测序数据进行质量控制，再对测序数据进行处理，将每一样本的R1.fastq和R2. fastq进行合并，之后对细菌测序数据进行OTU的挑选、对耐药基因测序数据进行比对，最后将挑选出的OTU、比对上的耐药基因进行结果输出，从而本专利技术所述分析流程，通过采用QIIME软件基于待分析序列中16SRNA的测序数据进行OTU的挑选，将OTU按照丰度从高到底排序。采用BLAST将待分析数据中耐药基因的测序数据与参考序列进行序列比对，按序列匹配程度进行排序。根据OTU及耐药基因的排序得到最有可能归属的细菌物种及耐药基因，在提高分析结果准确性的同时可实现细菌和耐药基因高通量测序数据的分析处理。
[0016]（2）本专利技术提供的细菌及耐药基因整合分析平台，为一种不依赖于网络的本地化细菌及耐药基因整合分析平台，包括生物信息分析流程和自动化报告系统两部分，能够同步进行细菌和耐药基因高通量测序数据的分析。本专利技术所述整合分析平台，同时拟构建可视化的操作界面，以快速、准确且操作简便的实现从原始测序下机数据到报告出具的“数据进，报告出”的自动化一体化分析过程。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1显示为可视化分析操作平台流程图；图2显示为分析平台所检出细菌Reads数；图3显示分析平台所检出耐药基因Reads数统计比对。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。
[0020]实施例1、细菌及耐药基因整合分析流程本实施例提供一种细菌及耐药基因整合分析流程，包括如下步骤：（1）对原始测序数据进行质量控制，具体为：采用fqcheck、FastQC软件进行原始下机测序数据（raw data）的质量控制。测序数据经此两个软件处理后，可得到测序数据的整体错误率、GC含量、Q20和Q30值。FastQC软件所生成的可视化的测序数据质量报告可通过浏览器进行查看。
[0021]（2）对测序数据进行处理，具体为：采用双端测序的每一样本的测序数据均由R1.fastq和R2.fastq两部分下机测序数据所组成；通过QIIME软件对测序数据进行处理，将每一样本R1.fastq和R2. fastq进行合并，并将数据格式由fastq转换为fasta；采用
trimmomatic软件去除测序序列中接头序列，并根据碱基质量值对低质量碱基序列进行过滤，该软件处理数据速度快，可提高后续分析的准确率和效率；（3）采用QIIME软件进行OTU的挑选；因BWA比对不允许一条序列比对到多个参考序列上，会造成一些测序数据中耐药基因的漏检；因此，采用BLAST作为比对工具进行耐药基因的比对，以提高数据分析的准确性；在处理高通量测序数据时，细菌的参考序列库直接使用GreenGenes数据库进行OTU的挑选；而对于耐药基因数据库，则需要采用耐药基因数据库的参考序列作为参考序列进行耐药基因测序序列的比对，根据比对结果调用耐药基因注释数据库进行结果注释；其中，耐药基因数据库的参考序列及耐药基因注本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种细菌及耐药基因整合分析流程，其特征在于，包括如下步骤：（1）对原始测序数据进行质量控制；（2）对测序数据进行处理，将每一样本的R1.fastq和R2. fastq进行合并；（3）对细菌测序数据进行OTU的挑选，并对耐药基因测序数据进行比对；（4）将挑选出的OTU、比对上的耐药基因进行结果输出。2.根据权利要求1所述的细菌及耐药基因整合分析流程，其特征在于，步骤（1）中，采用fqcheck、FastQC软件对所述原始测序数据进行质量控制，测序数据经两个软件处理后，可得到测序数据的整体错误率、GC含量、Q20和Q30值。3.根据权利要求1所述的细菌及耐药基因整合分析流程，其特征在于，步骤（2）中，通过QIIME软件对测序数据进行处理，将每一样本R1.fastq和R2. fastq进行合并，并将数据格式由fastq转换为fasta。4.根据权利要求1所述的细菌及耐药基因整合分析流程，其特征在于，步骤（2）中，还采用trimmomatic软件去除测序序列中接头序列，并采用trimmomatic软件默认参数对低质量碱基序列进行过滤。5.根据权利要求1所述的细菌及耐药基因整合分析流程，其特征在于，步骤（3）中，采用QIIME软件进行OTU的挑选；采用BLAST作为比对工具进行耐药基因测序数据的比对。6.根据权利要求1所述的细菌及耐药基因整合分析流程，其特征在于，步骤（3）中，细菌参考数据库采用GreenGenes数据库，耐药基因数据库包括耐药基因的参考序列数据库和耐药基因的注释数据库，所述耐压基因数据库基于CARD耐药基因数据库构建。7.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王升启，刘琪琦，陈慧娟，周喆，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院军事医学研究院，
类型：发明
国别省市：