面向新一代测序数据的病原微生物检测算法

摘要

病原微生物是导致交叉感染疾病甚至重大传染性疾病传播的重要因素之一,准确检测病原微生物对于感染或传染疾病的有效防御和精准诊疗具有十分重要的意义和价值.传统检测方法往往是采用培养手段进行观察和鉴别,但由于可培养的微生物种类有限,难以满足现代精准医疗中对病原微生物的准确且完备的检测要求.基于DNA分子水平上的病原微生物新型检测手段在当前得到发展和密切关注,其核心问题是如何利用被检样本的DNA测序数据,运用统计计算或机器学习方法判别样本中含有哪些病原微生物.以新一代测序数据为背景,以16S rDNA序列为分析对象,建立一种基于朴素贝叶斯的病原微生物精准检测算法,其核心思想在于:将16S rDNA序列的测序读段与病原微生物参考基因组序列进行比对,依据比对状态提取三种特征,以此构建基于朴素贝叶斯的分类模型,判别病原微生物库中每种微生物在被检样本中是否存在,从而达到病原微生物的精准检测.最后,通过仿真实验验证了所提算法的有效性,并与国际同行算法做了比较,表明该算法的优势.