【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生信分析，尤其是涉及一种病原微生物数据分析方法和装置、处理器。
技术介绍
1、微生物宏基因组测序分析（metagenomics next generation sequencing, mngs）基于高通量测序平台，运用生物信息分析手段对样本中的核酸来源进行微生物鉴定，相比传统的微生物检测方法，具有无偏性、检测范围广泛、高灵敏、不依赖于培养等突出优点。目前广泛应用于临床感染性疾病检测的病原宏基因组分析，利用了此项技术的特点，能够直接从临床样本中快速分析除病原体核酸信息，解决新发、混合感染、罕见病原体鉴定等痛点问题，及时为临床诊断、治疗提供参考信息，其检测价值已经被大量案例所证明。但由于影响mngs技术分析结果的因素众多，基于核酸比对得到的物种注释信息量巨大，能够从庞杂的信息中较为准确地提炼出具有临床致病性的少量微生物病原信息，是mngs类产品性能评价的重要指标。从最初的测序数据到有临床意义的报告结果，是一个不断筛选过滤的过程。生物信息分析手段，能够将样本中来自宿主、环境、试剂背景的核酸做过滤和标记；同时还需要临床医生或者报告解读审核人员结合样本的临床信息，综合判断得到更可能的致病微生物。
2、虽然mngs在感染检测中具有重要价值，但从样本处理到得到病原报告结果的所有分析环节还存在着比较多的差异性。为促进该技术的规范化管理，有不少临床专家陆续发布了病原mngs检测技术的相关共识，对样本采集、核酸处理、生物信息学分析、报告内容及结果解读等多个方面提出了建议。较为一致的是，mngs检测数据中除了样本中客观存在的
3、已有单位提出了一些全自动识别关键微生物的分类方法（如福州阿吉安，cn116631511 a）。在该方案中，原始检出的微生物被划分成核酸抽提效能低下微生物、“绝对”关键微生物、“相对”关键微生物、试剂盒核酸序列及实验室环境微生物5个类别，并依次被赋予p1-p5的标签。根据这5个类别的相对重要性按规则剔除，从而判断样本中的真实微生物结果。
4、该方案的关键构思在于首先剔除试剂盒核酸序列及实验室常见微生物核酸，再对其他类别的关键微生物做筛选。该方案在实际应用中可能主要有两个缺点：1.方案中给出了获取试剂盒核酸序列及实验室常见微生物核酸序列的参考方法，但操作较为复杂繁琐，在试剂耗材批次、实验室环境更新频次很高的情况下实用性低；2.虽然目前对影响mngs分析结果的影响因素能够有比较清楚的了解，但还是存在一些未知的影响因素，使用全自动化分析而不加人工审核判断可能会遗漏重要信息，因为mngs的报告解读与样本的临床信息有密切关联，对比方案中并未考虑临床信息的参考意义。
5、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种病原微生物数据分析方法，通过对获取的样本微生物数据原始检测列表进行临床相关致病微生物的初筛和重点关注微生物的补充筛选，生成适用于审核员解读的病原报告列表。该方法旨在使用半自动化的方式，在保证病原微生物过滤结果全面且有意义的同时，为临床医生/报告解读审核人员提供精简、全面的临床微生物检出信息，能够提高病原解读报告人员的工作效率，并且降低样本漏报微生物的风险，助力样本数据的积累。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种病原微生物数据分析装置。
3、本专利技术的第三目的在于提供一种处理器。
4、为了实现以上目的，特采用以下技术方案：
5、第一方面，本专利技术提供了一种病原微生物数据分析方法，包括以下步骤：
6、a. 获取待测样本及其阴控样本（negative control, nc）mngs生物信息分析之后的物种比对结果，根据比对结果，将检出微生物按照临床致病意义区分为临床致病微生物和非临床致病微生物，将检出微生物按照所属生物学分类群划分为细菌和真菌类、病毒类、寄生虫类三大类别；
7、b. 统计与待测样本同一实验流程下，各微生物在该待测样本类型中的检出频率，作为背景库；
8、c. 对临床致病微生物进行如下筛选：
9、对于细菌和真菌类，若满足以下所有筛选条件，则进入病原候选列表1：
10、细菌属丰度排名前15或者真菌属丰度排名前15，且属内物种丰度排名前2；背景库中检出率<25%或未记录；nc_ratio≥3或为na；属内物种丰度排名第一且序列数≥3，或者属内物种丰度排名第2且不属于常见微生态类菌群且序列数≥3且序列数高于其属内丰度排名第一的物种序列数的0.1倍；
11、对于病毒类，若满足以下筛选条件，则进入病原候选列表1：
12、为人体常见携带的病毒 或者疑似背景检出的物种且序列数≥3，或者为非人体常见携带的病毒或者疑似背景检出的物种且序列数≥1；其中，疑似背景检出的物种是指与待测样本同批次检测的同类型样本中检出率大于50%的病毒；
13、对于寄生虫类，若满足以下筛选条件，则进入病原候选列表1：
14、序列数≥3且nc_ratio≥3或为na；
15、d. 获取全部样本类型重点关注的病原物种列表和呼吸道样本重点关注的病原物种列表，若检出微生物满足以下任一筛选条件，则进入病原候选列表2：
16、属于重点关注的病原物种列表；待测样本为呼吸道样本且属内物种丰度排名前2且序列数≥3且属于呼吸道样本重点关注的病原物种列表；
17、e. 将病原候选列表1和病原候选列表2合并去重，获得病原候选列表；
18、其中，nc_ratio=待测样本中物种的rpm值/阴控样本中该物种的rpm值，若该物种未在阴控样本中检测到，则nc_ratio记为na；
19、所述全部样本类型重点关注的病原物种列表包括：新型隐球菌、耶氏肺孢子菌、阿萨希毛孢子菌、烟曲霉、结核分枝杆菌复合群、肺炎支原体、肺炎衣原体、鹦鹉热衣原体、梅毒密螺旋体、汉氏巴尔通体、贝纳柯克斯体、破伤风梭菌、创伤弧菌、孔氏创伤球菌、幽门螺旋杆菌、问号钩端螺旋体、恙虫病东方体和惠普尔养障体；
20、所述呼吸道样本重点关注的病原物种列表包括：大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、产气克雷伯菌、密歇根克雷伯菌、金黄色葡萄球菌、鲍曼不动杆菌、肺炎链球菌、铜绿假单胞菌、流产布鲁菌、马耳他布鲁菌、意外布鲁菌、新洋葱伯克霍尔德菌、洋葱伯克霍尔德菌、流感嗜血杆菌、脓肿诺卡菌、星形诺卡菌、亚洲诺卡菌、巴西诺卡菌、豚鼠耳炎诺卡菌、奇异变形杆菌、马红球菌、嗜麦芽窄食单胞菌、无乳链球菌、化脓链球菌、卡他莫拉菌、木糖氧化无色杆菌、阴沟肠杆菌、阴沟肠杆菌复合群、按蚊伊丽莎白菌、脑膜炎败血伊丽莎白菌、摩根摩根菌和黏质沙雷菌。
21、作为进一步技术方案，所述阴控样本为健康的人样本。...
【技术保护点】
1.一种病原微生物数据分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的病原微生物数据分析方法，其特征在于，所述阴控样本为健康的人样本。
3.根据权利要求1所述的病原微生物数据分析方法，其特征在于，a步骤还包括根据比对结果，标记待测样本检出微生物中的常见微生态类菌群，以及计算属丰度和属内物种丰度。
4.根据权利要求1所述的病原微生物数据分析方法，其特征在于，b步骤中，至少统计4个与待测样本同一实验流程且同类型的样本，计算各微生物在该待测样本类型中的检出频率。
5.根据权利要求1所述的病原微生物数据分析方法，其特征在于，所述待测样本的类型包括脑脊液样本、呼吸道样本或血液样本。
6.一种病原微生物数据分析装置，其特征在于，包括物种比对结果获取模块、背景库获取模块、筛选模块和输出模块；
7.根据权利要求6所述的病原微生物数据分析装置，其特征在于，还包括丰度计算模块，用于根据物种比对结果计算待测样本检出微生物的属丰度和属内物种丰度。
8.根据权利要求6所述的病原微生物数据分析装置，其特征在于，
9.根据权利要求6所述的病原微生物数据分析装置，其特征在于，所述阴控样本为健康的人样本；
10. 一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求 1-5任一项所述的病原微生物数据分析方法。
...【技术特征摘要】
1.一种病原微生物数据分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的病原微生物数据分析方法，其特征在于，所述阴控样本为健康的人样本。
3.根据权利要求1所述的病原微生物数据分析方法，其特征在于，a步骤还包括根据比对结果，标记待测样本检出微生物中的常见微生态类菌群，以及计算属丰度和属内物种丰度。
4.根据权利要求1所述的病原微生物数据分析方法，其特征在于，b步骤中，至少统计4个与待测样本同一实验流程且同类型的样本，计算各微生物在该待测样本类型中的检出频率。
5.根据权利要求1所述的病原微生物数据分析方法，其特征在于，所述待测样本的类型包括脑脊液样本、呼吸道样本或血液样本。
6.一种病原微生物数据分析装置，其特征在于，包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：于洋，赵琳，李连凤，李学平，王蒙，欧宇红，史祺云，
申请(专利权)人：北京诺禾致源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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