[发明专利]一种血浆微生物物种多样性评估方法、装置和存储介质

说明书

本申请公开了一种血浆微生物物种多样性评估方法、装置和存储介质，方法包括信息注释及合并步骤、物种多样性评估步骤。本申请通过两种不同的算法对血浆样本的非人源序列进行注释，以获取微生物物种及其丰度信息，并且对血浆样本的微生物物种及其丰度信息进行定量分析，得到微生物物种多样性指数，从而能够通过微生物物种多样性指数对血浆样本的微生物物种多样性进行定量评估；此外，本申请只需受检者的血浆样本即可进行液体活检，取样方便快捷，并且测序数据适用于低深度数据，检测成本更低，且支持甲基化测序数据，可对同一个样本进行多维度分析。

技术领域

本申请涉及微生物检测领域，具体涉及一种血浆微生物物种多样性评估方法、装置和存储介质。

背景技术

基于宿主与微生物的关系，宿主中的微生物可分为多种，包括正常菌群、与宿主共生的包括寄生的微生物、引起机体感染致病的微生物——病原体等。宿主的血浆含有游离DNA，包括来源于宿主的和来源于微生物的游离DNA片段。通过检测人体血浆中微生物游离DNA的来源和物种多样性，能够评估人体血浆微生物的生态平衡状态，为某些早期没有明显症状的复杂疾病提供医疗预警。

传统的血浆微生物检测方法为血培养，即通过对患者血液进行采集并装入含有培养基的瓶中进行培养，以此来确定使得患者致病的微生物。通常血培养发现阳性后，还需要进一步进行病原体分离鉴定，确定所感染的病原体并进行指导用药。

但是，血培养存在以下不足：1)需要的采血量较大，一般成人需要20-30ml，婴儿需要2ml以上；2)血培养周期较长，最少需要3-4天时间；3)血培养只能针对部分细菌或真菌进行培养，对于病毒以及一些较难培养的细菌无法获得培养结果；4)血培养阳性率较低，仅有30％-40％的血培养结果为阳性，即仅有30-40％的血流感染可通过培养发现致病菌，从而实现检测；5)血培养假阳性率较高，虽然部分样本可以得到血培养阳性结果，但由于皮肤消毒不彻底或采血操作不规范常常会引起培养的假阳性，影响临床判断。

此外，随着分子生物学的研究和发展，基于核酸序列的病原体检测技术逐渐发展。但其应用于血浆微生物检测的案例较少，绝大部分只针对血液中的病毒进行检测，并且，一次也只能检测一个或几个病原体，检测灵敏度有限，对于临床应用具有很大局限。

由此可见，现有技术往往是针对已经致病的微生物进行检测，并且检测的微生物种类有限，如何对血浆微生物物种多样性进行检测，是血浆微生物检测的难点。

发明内容

本申请的目的是提供一种血浆微生物物种多样性评估方法、装置和存储介质。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请的第一方面公开了一种血浆微生物物种多样性评估方法，包括：

信息注释及合并步骤：基于kmer方法和蛋白比对方法分别对非人源序列进行注释，合并两种方法得到的注释结果，所述注释结果包括微生物物种及其丰度信息；

物种多样性评估步骤：利用所述注释结果计算微生物物种多样性指数，根据所述微生物物种多样性指数评估待测血浆样本中微生物物种多样性。

值得说明的是，本申请通过两种不同的算法对DNA测序数据的非人源序列进行注释，以获取血浆样本的微生物物种及其丰度信息，并且对血浆样本的微生物物种及其丰度信息进行定量分析，得到微生物物种多样性指数，从而能够通过微生物物种多样性指数对血浆样本的微生物物种多样性进行定量评估；此外，本申请只需受检者的血浆样本即可进行液体活检，取样方便快捷，并且测序数据适用于低深度数据，检测成本更低，且支持甲基化测序数据，可对同一个样本进行多维度分析。

本申请的一种实现方式中，所述信息注释及合并步骤之前还包括非人源序列获取步骤，所述非人源序列获取步骤包括：

获取待测血浆样本的测序数据，对测序数据进行质量控制，过滤接头和低质量碱基，以得到经过质控的测序数据；