[发明专利]从样本中鉴定微生物物种的方法和装置

说明书

本发明提出从样本中鉴定微生物物种的方法和装置。该方法包括：获得DNA和RNA测序结果；将DNA测序结果进行比对，以便获得第一候选微生物集合和特异性DNA测序读段集合；将RNA测序结果进行比对，以便获得第二候选微生物集合和特异性RNA测序读段集合；选取第一候选微生物集合和第二候选微生物集合的交集的至少一部分作为第三候选微生物集合；分别从特异性DNA和RNA测序读段集合中选取相同数目的特异性DNA和RNA测序读段，分别获得过滤DNA和RNA测序读段集合；以及对第三候选微生物集合进行过滤处理，以便获得第四候选微生物集合，构成样本中的微生物物种。由此，能够准确地鉴定到种水平的微生物，避免背景微生物干扰，同时可找出活跃表达的致病性微生物，且操作简便。

技术领域

本发明涉及生物领域。具体地，本发明涉及从样本中鉴定微生物物种的方法和装置。

背景技术

病原微生物的感染一直是人类长期困扰的疾病，但是由于造成人类感染的微生物复杂多变，对病原微生物感染的治疗造成了极大的干扰，精确地鉴定病原微生物是对其治疗至关重要的步骤。

然而，目前从样本中鉴定微生物物种的方法和装置仍有待研究。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题至少之一。为此，本发明提出了从样本中鉴定微生物物种的方法和装置。利用本发明的从样本中鉴定微生物物种的方法和装置能够准确地鉴定到种水平的微生物，避免背景微生物干扰，同时可以找出活跃表达的致病性微生物，且操作简便。

需要说明的是，本发明是基于发明人的下列发现而完成的：

目前对于病原微生物的鉴定主要依靠的是分离培养、PCR等技术来实现的，但是这些技术在时效性、敏感性和精确度上往往有很大的局限，而借助高通量测序技术可以一定程度上的克服这些缺陷。

随着测序技术的飞跃发展，测序成本以及所需时间不断下降，运用高通量测序技术进行病原微生物鉴定将有很大的应用前景。相对于传统分离培养技术，高通量测序技术能够克服很多病原微生物不能够分离培养的问题，而且分离培养往往费时费力，在临床应用上有很大的局限性；相对于PCR技术，高通量测序技术能够更广泛地对病原微生物进行鉴定，PCR技术局限于已知且有参考序列的病原微生物，而且PCR技术一次鉴定的种类往往也很有限。

采用高通量测序的方式对病原微生物的鉴定主要分为两种，一种是基于16S rRNA基因测序的方法，另一种是用宏基因组测序的方法。16S rRNA基因是编码原核生物核糖体小亚基的基因，是细菌系统分类学研究中常用的标志，通过对该区域的特异性扩增以及测序可以对样本的微生物组成进行分析。宏基因组测序则不涉及特异性区域的扩增，而是通过提取样本中总核酸(DNA或RNA)的方式对所有的序列进行非特异性扩增和测序，然后再对测序数据进行分析鉴定。

相对于16S rRNA基因测序，宏基因组测序是对样本中所有微生物进行全基因组高通量测序，克服了16S rRNA基因测序只能检测细菌的缺点。而且由于16S rRNA基因往往只能鉴定到属水平，难以进行更细的分类，对于某些细菌的分辨效果也较差，而宏基因组测序则可以进行更精细的物种分类，同时可以在基因的水平对于细菌的耐药性进行分析。采用高通量测序技术在总核酸水平进行病原微生物的鉴定主要分为基于RNA的宏转录组测序和基于DNA的宏基因组测序，两种方法分别在RNA和DNA层面上都可以实现对病原微生物的鉴定。

但是，进行病原微生物鉴定的样本种类繁多，比如鼻咽拭子、痰液、尿液、脑脊液、血液等，由于外界环境的影响以及采样过程中的污染，这些样本中往往含有很多背景干扰微生物，给病原微生物的鉴定造成了很大的干扰，因此去除背景微生物干扰，找到真正的致病性微生物是宏基因组测序鉴定病原微生物的关键。