一种基于宏基因组学的病原微生物检测方法及装置与流程

技术特征：
1.一种基于宏基因组学的病原微生物检测方法，其特征在于，包括：获取待检测样本的宏基因组测序数据；对所述宏基因组测序数据进行预处理，得到目标数据，所述目标数据为满足目标质量条件的宏基因组测序数据；对所述目标数据进行筛选，得到目标序列；对所述目标序列进行聚类分析，获得所述待测样本的候选物种类别；将所述目标数据与非冗余参考基因集进行比对，并计算每个基因在单个样本中的丰度，得到所述待测样本的目标物种分类信息；将所述目标数据与病原微生物可检测数据库中的信息进行比对，获得所述待测样本的耐药基因和毒性元件信息；将所述目标物种分类信息、所述耐药基因和所述毒性元件信息，确定为所述待检测样本的检测结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述宏基因组测序数据进行预处理，得到目标数据，包括：对所述宏基因组测序数据进行过滤，得到高质量的序列；去除所述高质量的序列中宿主测序序列，并将冗余序列去除，去除后的序列；将所述去除后的序列与参考序列进行比对处理，得到目标数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：若所述去除后的序列的长度小于预设长度阈值，将去除后的序列进行拼接，得到拼接后的序列。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标数据进行筛选，得到目标序列，包括确定开放阅读框的长度，并利用所述长度的开放阅读框识别所述目标数据，得到初始序列；将所述初始序列中的序列中间存在终止密码子，且若两个有重叠的初始序列翻译的起始坐标的差值不是三的倍数的初始序列进行过滤，得到过滤后的序列；根据翻译的氨基酸，将过滤后的序列中含有终止密码子的序列去除，得到目标序列。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标序列进行聚类分析，获得所述待测样本的候选物种类别，包括：获取每一所述目标序列的读码的绝对位置信息；基于所述绝对位置信息对所述目标序列进行拼接，并将拼接后的目标序列组合成基因向量矩阵；根据所述基因向量矩阵生成基因特征自学习求解器，并获得学习率的最优解；根据所述学习率最优解进行基因预测，得到所述待测样本的候选物种类别。6.一种基于宏基因组学的病原微生物检测装置，其特征在于，包括：获取单元，用于获取待检测样本的宏基因组测序数据；预处理单元，用于对所述宏基因组测序数据进行预处理，得到目标数据，所述目标数据为满足目标质量条件的宏基因组测序数据；筛选单元，用于对所述目标数据进行筛选，得到目标序列；
分析单元，用于对所述目标序列进行聚类分析，获得所述待测样本的候选物种类别；计算单元，用于将所述目标数据与非冗余参考基因集进行比对，并计算每个基因在单个样本中的丰度，得到所述待测样本的目标物种分类信息；比对单元，用于将所述目标数据与病原微生物可检测数据库中的信息进行比对，获得所述待测样本的耐药基因和毒性元件信息；确定单元，用于将所述目标物种分类信息、所述耐药基因和所述毒性元件信息，确定为所述待检测样本的检测结果。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预处理单元包括：第一过滤子单元，用于对所述宏基因组测序数据进行过滤，得到高质量的序列；第一去除子单元，用于去除所述高质量的序列中宿主测序序列，并将冗余序列去除，去除后的序列；比对子单元，用于将所述去除后的序列与参考序列进行比对处理，得到目标数据。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：拼接子单元，用于若所述去除后的序列的长度小于预设长度阈值，将去除后的序列进行拼接，得到拼接后的序列。9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述筛选单元包括识别子单元，用于确定开放阅读框的长度，并利用所述长度的开放阅读框识别所述目标数据，得到初始序列；第二过滤子单元，用于将所述初始序列中的序列中间存在终止密码子，且若两个有重叠的初始序列翻译的起始坐标的差值不是三的倍数的初始序列进行过滤，得到过滤后的序列；第二去除子单元，用于根据翻译的氨基酸，将过滤后的序列中含有终止密码子的序列去除，得到目标序列。10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述分析单元包括：获取子单元，用于获取每一所述目标序列的读码的绝对位置信息；序列拼接子单元，用于基于所述绝对位置信息对所述目标序列进行拼接，并将拼接后的目标序列组合成基因向量矩阵；生成子单元，用于根据所述基因向量矩阵生成基因特征自学习求解器，并获得学习率的最优解；预测子单元，用于根据所述学习率最优解进行基因预测，得到所述待测样本的候选物种类别。

技术总结
本发明公开了一种基于宏基因组学的病原微生物检测方法及装置，包括：获取待检测样本的宏基因组测序数据；对宏基因组测序数据进行预处理，得到目标数据；对目标数据进行筛选，得到目标序列；对目标序列进行聚类分析，获得待测样本的候选物种类别；将目标数据与非冗余参考基因集进行比对，并计算每个基因在单个样本中的丰度，得到待测样本的目标物种分类信息；将目标数据与病原微生物可检测数据库中的信息进行比对，获得待测样本的耐药基因和毒性元件信息；将目标物种分类信息、耐药基因和毒性元件信息，确定为待检测样本的检测结果。本发明提升了病原微生物检测适用性范围和病原检测准确性。测准确性。测准确性。


技术研发人员：盖伟 李瑞琳 关尚京
受保护的技术使用者：杭州萧山微岩医学检验实验室有限公司
技术研发日：2021.11.03
技术公布日：2021/12/3