[发明专利]基于核酸一致性的引物设计方法、系统及计算机存储介质

说明书

本申请公开了基于核酸一致性的引物设计方法、系统及计算机存储介质，方法包括：获取靶向核酸序列；对靶向核酸序列进行分类，获得多个分类单元；将每个分类单元中的至少一条靶向核酸序列作为代表序列；设计代表序列的候选引物；依次选择每个分类单元的至多一对候选引物，建立候选引物池；将候选引物池中存在非特异性扩增的候选引物排除，获得最终的引物池。本申请操作简单，而且可以处理大量的核酸库，尤其适合针对病原体库的通用引物设计。相比同类软件本申请的方法更加系统全面，设计出的引物池覆盖度高且宿主污染率低。

技术领域

本申请涉及生物医药技术领域，特别涉及基于核酸一致性的引物设计方法、系统及计算机存储介质。

背景技术

对常规PCR(Polymerase Chain Reaction，聚合酶链式反应)来说，一对好的引物是反应能否成功的关键，因此可以说引物设计是PCR的基础。常规PCR引物设计要考虑的因素很多，目前许多软件可以完成常规PCR引物设计。多重PCR是在常规PCR基础上发展而来的一种方法，在一个PCR反应体系内进行多个PCR反应，利用这一特性多重PCR反应可以高效系统的对疾病进行分型和检测病原体。

但是多重PCR的引物设计要比常规PCR引物设计更麻烦，因为其面对的是一系列靶向核酸序列，目前常用的方法有两种：一种是先多序列比对再使用degePrime或prider等软件挑选候选引物，然后使用常规PCR引物设计软件检验候选引物是否合适。这种方法由计算量指数巨大，而且引物的覆盖度很低。第二种方法是对靶向核酸逐一设计引物，然后再将设计好的引物混合，代表性的软件是MPprimer。这种方式会导致引物与引物间形成二聚体。

临床上的病原体检测一般分为两种情况：第一种待检病原体是某一类已知病原体，第二种无法判断需检测的病原体种类以及是否为混合感染。针对第一种情况，只需要检出该病毒即可，可是如果遇到病毒的变异程度高，基因组种类多且核酸序列一致性一般时，上述软件在设计通用引物时经常不适用。而第二种情况更为复杂，需要根据可能感染的病原体库检测，此时引物设计难点更多。可以发现临床病原体检测时引物设计难点不仅在于引物设计对象庞大，而且还需要多方面权衡考虑，排除其他污染。因此如何设计出包含最小数量、无引物特殊结构以及不会产生脱靶的引物池就成为多重PCR应用于临床检测的关键，这方面的研究有极高的应用价值却未有报道。

发明内容

本申请实施例提供了基于核酸一致性的引物设计方法、系统及计算机存储介质，用以解决现有技术中多重PCR引物设计存在的覆盖率低和易导致宿主污染的问题。

一方面，本申请实施例提供了基于核酸一致性的引物设计方法，包括：

获取靶向核酸序列；

对靶向核酸序列进行分类，获得多个分类单元；

将每个分类单元中的至少一条靶向核酸序列作为代表序列；

设计代表序列的候选引物；

依次选择每个分类单元的至多一对候选引物，建立候选引物池；

将候选引物池中存在非特异性扩增的候选引物排除，获得最终的引物池。

另一方面，本申请实施例还提供了基于核酸一致性的引物设计系统，包括：

序列获取模块，用于获取靶向核酸序列；

序列分类模块，用于对靶向核酸序列进行分类，获得多个分类单元；

代表序列查询模块，用于将每个分类单元中的至少一条靶向核酸序列作为代表序列；

候选引物设计模块，用于设计代表序列的候选引物；

候选引物池建立模块，用于依次选择每个分类单元的至多一对候选引物，建立候选引物池；