病原微生物检测本地化分析与交互式报告系统及实现方法

摘要

本发明涉及基因检测分析领域，提供了一种病原微生物检测本地化分析与交互式报告系统及实现方法，系统包括微生物序列参考库模块、分析流程模块和交互式Web应用模块，基于该系统的实现方法包括构建用于测序数据比对的病原菌参考库和已测序基因参考库，将测序数据比对到病原菌参考库和已测序基因参考库，分析结果发送至交互式Web报告系统，通过智能算法计算检出物种的排序值并由人工审核后发布，生成报告。本发明的上述方案，能够解决病原微生物检测分析流程无法本地化和分析流程的产出结果操作门槛高和体验较差的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及基因检测分析领域，具体地说，涉及一种病原微生物检测本地化分析与交互式报告系统及实现方法。

背景技术

近年来，细菌、病毒和真菌等病原微生物及其产物引起的感染性疾病的发病率有所上升，病原微生物呈现多样化和复杂化的发展趋势，给人类健康带来了巨大的威胁，对病原微生物的检测与分析提出了更高的要求，基因测序技术作为一种先进的病原微生物检测技术，能为临床提供准确的诊断依据，但在现有技术中，病原微生物检测的分析流程只能部署在专业的实验室中，不能部署在医院，无法满足医院自主开展该业务的需求，而且现有的分析流程主要是对接自有实验室，可移植性、通用性差，无法满足不同医院的实验室环境。

另一方面，现有技术中分析流程产出结果的数据为文本、表格数据或者直接渲染在静态网页报告上，出具报告的操作门槛高，体验较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种病原微生物检测本地化分析与交互式报告系统及实现方法，旨在解决病原微生物检测分析流程无法本地化的问题和分析流程的产出结果操作门槛高和体验较差的问题。

本发明提供了一种病原微生物检测本地化分析与交互式报告系统，包括，微生物序列参考库模块、分析流程模块和交互式Web应用模块；

所述微生物序列参考库模块，用于通过屏蔽处理已测序微生物基因组序列的污染区域，构建临床关注病原菌参考库和已测序基因组参考库，所述临床关注病原菌参考库和已测序基因组参考库用于样品测序比对分析；

所述分析流程模块，用于对待检样品测序后的reads采用精确比对到病原菌参考库和快速比对到测序基因参考库，并输出分析结果至交互式Web应用模块；

所述交互式Web应用模块，用于采用智能算法计算分析结果获取检出物种的排序值，通过人工审核在Web应用系统上发布疑似病原菌并生成检测报告，提供报告下载或通过API接口发送报告数据给第三方系统。

进一步地，所述通过屏蔽处理已测序微生物基因组序列的污染区域，包括，通过自研序列分析处理软件，对极易导致假阳性检出的序列做控制过滤，所述序列包括RefSeq数据库、EuPathDB数据库、NT数据库和自有测序的序列数据。

进一步地，所述分析流程模块包括测序数据样品拆分模块、数据质控处理模块、级联比对分析模块、质控样品背景过滤模块和API对接传输数据模块；

所述数据样品拆分模块，用于自动扫描服务器指定目录下记录有下机序列数据的Excel文档并启动分析；

所述数据质控处理模块，用于对测序质量低序列、低复杂序列、引物或接头污染序列进行去除操作；

所述级联比对分析模块，用于将质控处理后的序列进行大规模快速比对，自动筛选出值得关注的微生物进行精细比对，获取特征序列数、覆盖度和置信度指标；

所述质控样品背景过滤模块，用于将精细比对结果同时在物种和序列片段两个层次进行判定分析，进行再次矫正；

所述API对接传输数据模块，用于将快速比对、精细比对的结果传输至交互式Web应用数据库。

进一步地，所述交互式Web应用模块包括微生物百科知识维护管理模块、样品报告管理模块和第三方API对接模块；

所述微生物百科知识维护管理模块，用于预置值得关注的临床病原微生物数据并支持用户后期自行维护更新；

所述样品报告管理模块，用于可视化地展示分析流程传输的结果数据、系统综合微生物百科配置的阈值、各样品检出物种列表及相应的质控样品检出情况的智能化排序列表；通过人工操作各种过滤器，或者调整微生物百科的配置，选择可信的病原微生物进行发布并生成检测报告；

所述第三方API对接模块，用于衔接HIS第三方系统，完成临床信息数据和报告结果数据的交换。

本发明提供了一种病原微生物检测本地化分析与交互式报告系统的实现方法，具体步骤包括：

步骤S1，对已测序微生物基因组序列的污染区域做屏蔽处理，构建用于样品测序数据比对的临床关注病原菌参考库和已测序基因组参考库；

步骤S2，待检样品测序后的reads采用精确比对到病原菌参考库和快速比对到测序基因参考库；

步骤S3，分析结果发送至交互式Web应用系统，经内置智能排序算法计算检出物种的排序值，再经人工审核；

步骤S4，在Web应用系统上发布疑似病原菌并生成检测报告，提供报告下载或通过API接口发送报告数据给第三方系统。

进一步地，在步骤S1中，对已测序微生物基因组序列的污染区域做屏蔽处理，包括，通过自研序列分析处理软件，对极易导致假阳性检出的序列做控制过滤，所述序列包括RefSeq数据库、EuPathDB数据库、NT数据库和自有测序的序列数据。

进一步地，步骤S2还包含以下子步骤：

步骤S21，自动扫描服务器指定目录下记录有下机序列数据的Excel文档并启动分析；

步骤S22，对测序质量低序列、低复杂序列、引物或接头污染序列进行去除操作；

步骤S23，将质控处理后的序列进行大规模快速比对，自动筛选出值得关注的微生物进行精细比对，获取特征序列数、覆盖度和置信度指标；

步骤S24，将精细比对结果同时在物种和序列片段两个层次进行判定分析，进行再次矫正。

进一步地，步骤S3中的在Web应用系统上发布疑似病原菌，包括，用户通过Web应用系统的可视化操作页面操作各种过滤器或者调整微生物百科的配置，选择可信的病原微生物进行发布并生成检测报告。

其中，Web应用系统的可视化操作页面，包括，可视化地展示分析流程传输的结果数据、系统综合微生物百科配置的阈值、各样品检出物种列表及相应的质控样品检出情况的智能化排序列表。

进一步地，通过API接口发送报告数据给第三方系统，包括，衔接HIS第三方系统，完成临床信息数据和报告结果数据交换。

与相关技术相比，本发明提供的病原微生物检测本地化分析与交互式报告系统实现方法能够解决病原微生物检测分析流程无法本地化的问题和分析流程的产出结果操作门槛高和体验较差的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的病原微生物检测本地化分析与交互式报告系统的示意图。

图2是本发明实施例提供的病原微生物检测本地化分析与交互式报告系统的实现方法的实现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

图1示出了本发明实施例提供的病原微生物检测本地化分析与交互式报告系统的示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

本发明提供了一种病原微生物检测本地化分析与交互式报告系统，具体包括微生物序列参考库模块、分析流程模块和交互式Web应用模块。

在微生物序列参考库模块中，利用RefSeq数据库、EuPathDB数据库、NT数据库和自有测序的序列数据构建微生物序列参考库，通过自研序列分析处理软件，对该微生物序列参考库中极易导致假阳性检出的序列做控制过滤，形成高可用微生物序列参考库，进而构建用于样品测序数据比对的临床关注病原菌参考库和已测序基因组参考库。

在分析流程模块中，通过测序数据样品拆分模块、数据质控处理模块、级联比对分析模块、质控样品背景过滤模块和API对接传输数据模块对测序数据样品进行分析。

在数据样品拆分模块中，数据下机后，按要求将下机数据填写在Excel表格中并上传至服务器的指定目录，流程自动扫描该Excel文档并启动分析；

在数据质控处理模块中，对测序质量低序列、低复杂序列、引物或接头污染序列进行去除操作；

在级联比对分析模块中，将质控处理后的序列进行大规模快速比对，自动筛选出值得关注的微生物进行精细比对，获取特征序列数、覆盖度和置信度指标；

在质控样品背景过滤模块中，同时在物种和序列片段两个层次进行判定分析，对精细比对结果进行再次矫正；

在API对接传输数据模块中，将快速比对、精细比对的结果传输至交互式Web应用数据库。

在交互式Web应用模块中，包含微生物百科知识维护管理模块、样品报告管理模块和第三方API对接模块。

在微生物百科知识维护管理模块中，预置值得关注的临床病原微生物数据并支持用户后期自行维护更新；

在样品报告管理模块中，可视化地展示分析流程传输的结果数据、系统综合微生物百科配置的阈值和各样品检出物种列表以及分析后的质控样品检出情况的智能化排序列表；通过人工操作各种过滤器，或者调整微生物百科的配置，选择可信的病原微生物进行发布并生成检测报告；

在第三方API对接模块中，与HIS等第三方系统衔接，完成临床信息数据和报告结果数据的交换。

图2示出了本发明提供了一种病原微生物检测本地化分析与交互式报告系统的实现方法，详述如下：

在步骤S1中，对已测序微生物基因组序列的污染区域做屏蔽处理，构建用于样品测序数据比对的临床关注病原菌参考库和已测序基因组参考库。

其中，先利用RefSeq数据库、EuPathDB数据库、NT数据库和自有测序的序列数据构建微生物序列参考库，然后通过自研序列分析处理软件，对该微生物序列参考库中极易导致假阳性检出的序列做控制过滤，形成高可用微生物序列参考库，进而构建用于样品测序数据比对的临床关注病原菌参考库和已测序基因组参考库。

在步骤S2中，待检样品测序，对样品测序reads采用精确比对到病原菌参考库和快速比对到测序基因参考库，步骤S2包含以下子步骤：

在步骤S21中，数据下机后，将下机数据按要求填写到Excel文档上传至服务器指定目录下，流程自动扫描到该文件后即启动分析。

在步骤S22中，对测序质量低序列、低复杂序列、引物或接头污染序列进行去除操作；

在步骤S23中，将质控处理后的序列进行大规模快速比对，自动筛选出值得关注的微生物进行精细比对，获取特征序列数、覆盖度和置信度指标；

在步骤S24中，将精细比对结果同时在物种和序列片段两个层次进行判定分析，进行再次矫正。

在步骤S3中，将分析结果发送至交互式Web应用系统，交互式Web应用系统由微生物百科知识维护管理模块、样品报告管理模块和第三方API对接模块组成。其中，在样品报告中，可视化操作页面展示出分析流程传输的结果数据、系统综合微生物百科配置的阈值、各样品的检出物种列表以及相应的质控样品检出情况的智能化排序列表。

在步骤S4中，用户通过Web应用系统的可视化操作界面操作各种过滤器或者调整微生物百科的配置，选择可信的病原微生物进行发布并获得检测报告。

检测报告可以直接下载，也可以通过交互式Web应用系统的第三方API对接模块，与HIS等第三方系统进行衔接，完成临床信息数据和报告结果数据的交换。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。