【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及生物，更具體地，涉及一種靶向病原檢測方法、系統、設備、介質和程序產品。
技術介紹
1、病原微生物感染是指人體被細菌、病毒、真菌和寄生蟲等微生物侵入并在體內繁殖，引發疾病的過程，對人類的身體健康和生產生活具有重大影響。面對日益嚴峻的病原微生物的威脅，對病原微生物進行準確快速地檢測有著重大意義。
2、高通量測序技術的出現和發展，為臨床病原微生物檢測提供了新的可選方案。隨著二代測序(next-generation?sequencing，ngs)技術的高速發展和成本快速下降，宏基因組測序(metagenomic?next-generation?sequencing，mngs)已經成功應用于臨床微生物診斷。mngs可一次獲得樣本中所有的核酸片段序列信息，與大型核酸數據庫中的上萬種微生物進行序列比對，發現可疑病原體，具有不依賴培養和通量高的優勢，尤其在檢測難培養和未知病原體時，彌補了傳統檢測技術的不足。但由于臨床樣本中通常人源宿主占比高，微生物含量低，mngs存在漏檢的風險，易造成假陰性，靈敏度有限，且一般需要不低于20m測序數據量以保證病原菌的有效檢出，測序成本高。而靶向測序技術能夠選擇性地放大和測序感興趣的基因區域，可以用來克服上述問題。目前，在病原檢測中應用最廣泛的是探針雜交捕獲技術和多重pcr擴增技術，它們可對目標病原微生物進行正向富集，提高檢測靈敏度。探針雜交捕獲檢測病原菌時雖然需要測序數據量較低，但受制于探針設計和合成等成本，其整個捕獲流程成本依然較高。此外，探針雜交捕獲技術還有著操作復雜、耗時長等缺點
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本專利技術提供一種靶向病原檢測方法，利用病原物種的核心基因組和crispr-cas9的切割位點篩選病原物種的特異性區域，并利用切割位點的sgrna組合實現對病原基因組上超多位點的靶向測序，從而實現對病原菌高靈敏度和高鑒定精度的檢測。此外，本方法中得到的物種特異性區域不局限于crispr-cas9靶向檢測流程，同樣可應用于多重pcr檢測流程和探針捕獲流程。
2、本申請第一方面公開一種病原物種特異性區域的篩選方法，所述方法包括：
3、101，獲取待測物種的基因組集數據；
4、102，對所述基因組集數據中的每個基因進行聚類，得到序列相似性大于第一閾值的至少1個基因簇；從所述基因簇中篩選出每個所述基因組中都存在的基因作為核心基因簇；
5、103，比對所述核心基因簇，從比對結果中篩選出不含有snp位點的區域作為保守區域；
6、104，從所述保守區域中篩選sgrna；按照預設間隔長度組合所述篩選出的sgrna，得到sgrna組合；提取出由所述sgrna組合切割區域的目標序列；
7、105，比對所述目標序列和病原菌比對數據庫，得到比對結果；將比對結果中序列相似性高于第二閾值，且該序列除比對到待測物種外未比對到其他物種的目標序列，作為待測物種的特異性區域。
8、可選的，所述第一閾值為85-98％，優選為95％；
9、可選的，所述聚類采用roary工具。
10、在一些實施例中，所述預設間隔長度包括：100-1000bp；
11、可選的，所述方法還包括：對所述待測物種的基因組集數據進行開放閱讀框的注釋，得到注釋后的基因組文件；對所述注釋后的基因組文件中的每個基因組進行聚類。
12、可選的，所述待測物種包括以下任一種或幾種：屎腸球菌enterococcus?faecium、金黃色葡萄球菌staphylococcus?aureus、肺炎克雷伯菌klebsiella?pneumoniae；
13、可選的，所述病原菌比對數據庫由公知數據庫中的病原菌基因組序列構成。
14、本申請第二方面公開一種用于病原物種檢測的sgrna設計方法，所述方法包括：
15、201，獲取病原物種的保守區域；可選的，所述保守區域為本申請第一方面公開的區域；
16、202，從所述保守區域中得到所有sgrna及其位置信息，按照預設間隔長度遍歷所述sgrna，獲得符合所述切割區域長度的sgrna組合；
17、203，從所述sgrna組合中篩選出切割區域為物種特異性序列的sgrna組合；
18、在一些實施例中，所述方法還包括：204，從所述sgrna組合篩選n個sgrna作為待測物種檢測用的sgrna組合。
19、可選的，所述從所述保守區域中篩選目標sgrna中的篩選方法包括：排除包括以下任一種類型的sgrna：在人基因組上存在切割位點的sgrna、含有影響切割活性結構的sgrna；
20、可選的，所述影響切割活性結構包括：發卡結構；
21、可選的，sgrna組合的數量為10-10000條。
22、本申請第三方面公開一種靶向病原檢測方法，所述方法包括：獲取本申請第一或二方面公開的sgrna組合與cas9蛋白組成的復合物；利用所述復合物檢測待測物種，得到檢測結果；
23、可選的，當所述復合物中的sgrna為10條時，利用所述復合物檢測屎腸球菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌中的任一種，得到含有1000拷貝數的檢測結果；
24、可選的，當所述復合物中的中的sgrna大于40條時，利用所述復合物檢測屎腸球菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌中的任一種，得到含有10和1000拷貝數的檢測結果。
25、本申請第四方面公開一種病原物種特異性區域的篩選系統，所述系統包括：
26、第一獲取模塊，用于獲取待測物種的基因組集數據；
27、第一處理模塊，用于對所述待測物種的基因組集數據中的每個基因進行聚類，得到序列相似性大于第一閾值的至少1個基因簇；從所述基因簇中篩選出每個所述基因組中都存在的基因作為核心基因簇；
28、第二處理模塊，用于比對所述核心基因簇，從比對結果中篩選出不含有snp位點的區域作為保守區域；
29、第三處理模塊，從所述保守區域中篩選sgrna；按照預設間隔長度組合所述篩選出的sgrna，得到sgrna組合；提取出由所述sgrna組合切割區域的目標序列；
30、第四處理模塊，比對所述目標序列和病原菌比對數據庫，得到比對結果；將比對結果中序列相似性高于第二閾值，且該序列除比對到待測物種外未比對到其他物種的目標序列，作為待測物種的特異性區域。
31、本申請第五方面公開一種用于病原物種檢測的sgrna本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種病原物種特異性區域的篩選方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的病原物種特異性區域的篩選方法，其特征在于，所述預設間隔長度包括：100-1000bp；
3.一種用于病原物種檢測的sgRNA設計方法，其特征在于，所述方法包括：
4.一種靶向病原檢測方法，其特征在于，所述方法包括：獲取權利要求1-3任一項所述sgRNA組合與Cas9蛋白組成的復合物；利用所述復合物檢測待測物種，得到檢測結果；
5.一種病原物種特異性區域的篩選系統，其特征在于，所述系統包括：
6.一種用于病原物種檢測的sgRNA設計系統，其特征在于，所述系統包括：
7.一種靶向病原檢測系統，其特征在于，所述系統包括：
8.一種計算機設備，其特征在于，所述設備包括：存儲器和處理器；所述存儲器用于存儲程序指令；所述處理器用于調用程序指令，當程序指令被執行時，用于執行權利要求1-4任意一項所述的方法的步驟。
9.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現上述
10.如下任一方面應用：
...【技術特征摘要】
1.一種病原物種特異性區域的篩選方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的病原物種特異性區域的篩選方法，其特征在于，所述預設間隔長度包括：100-1000bp；
3.一種用于病原物種檢測的sgrna設計方法，其特征在于，所述方法包括：
4.一種靶向病原檢測方法，其特征在于，所述方法包括：獲取權利要求1-3任一項所述sgrna組合與cas9蛋白組成的復合物；利用所述復合物檢測待測物種，得到檢測結果；
5.一種病原物種特異性區域的篩選系統，其特征在于，所述系統包括：
...【專利技術屬性】
技術研發人員：王姣，張曉麗，鄧濤，常玉俊，朱修篁，趙麗倩，孫立超，
申請(專利權)人：北京博奧醫學檢驗所有限公司，
類型：發明
國別省市：
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