【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于微生物檢驗，具體涉及鑒定志賀氏菌和/或致瀉大腸埃希氏菌的方法及系統。
技術介紹
1、志賀氏菌（ shigella，sh），又稱為痢疾桿菌，革蘭氏陰性桿菌的一種，是引起細菌性痢疾最常見的病原微生物。根據細菌菌體抗原的不同，志賀氏菌又分為四個群，分別是：a群：痢疾志賀氏菌（ s.dysenteriae，sda），b群：福氏志賀氏菌（ s.fexneri，sfb），c群：鮑氏志賀氏菌（ s.boydii，sbc），d群：宋內志賀氏菌（ s.sonnei，ssd）。
2、致瀉大腸埃希氏菌（ diarrheagenic?escherichia?coli，dec），是一類能引起人體以腹瀉癥狀為主的大腸埃希氏菌，同樣是革蘭氏陰性桿菌的一種，可經過污染食物引起人類發病。常見的dec主要包括腸道致病性大腸埃希氏菌（ enteropathogenic?escherichia? coli，epec）、腸道侵襲性大腸埃希氏菌（ enteroinvasive?escherichia?coli，eiec）、腸道產毒性大腸埃希氏菌（ enterotoxigenic?escherichia?coli，etec）、產志賀氏毒素大腸埃希氏菌（
3、sh和dec的各菌種均為革蘭陰性細菌并同屬于腸桿菌科，都可導致嚴重的腸道疾病，在感染前期均會出現相同的腹瀉癥狀，但它們的致病機制不同，感染后期產生的臨床癥狀及嚴重程度各不相同，例如，etec感染常為自限性腹瀉，一般2d~3d即自愈；epec感染具有高度的傳染性，嚴重時能夠導致死亡；sda、stec均會分泌高毒性的志賀毒素蛋白，引發溶血性尿毒綜合癥等癥狀，致人死亡，相比于sda，stec的某些特定亞型可能具有更高的毒性嚴重程度。因此，精準區分鑒定志賀氏菌及致瀉大腸埃希氏菌及其菌種，對于臨床診斷、預防和控制志賀氏菌和大腸埃希菌感染、制定有效的治療計劃非常重要。
4、但由于sh與dec的各菌種，表型方面密切相關，基因型方面高度相似，彼此間有著高度的相似性和緊密的親緣關系，屬于近緣微生物（zhao,?a.l.,?et?al.?journal?ofdisease?surveillance,?2011,?26(1),?65-67）。通過傳統的檢測方法包括生化檢測、血清型鑒定、核酸擴增、全基因組測序等，很難直接實現sh與dec各菌種的精準區分鑒定，并且鑒定步驟復雜、耗時長、需多種方法結合、鑒定結果存在假陽性等問題。因此，需要開發用于準確和快速區分鑒定sh和/或dec的方法。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種鑒定志賀氏菌和/或致瀉大腸埃希氏菌的方法，包括：
2、通過紙噴霧電離采集已知菌株的質譜數據；
3、基于已知菌株的質譜數據生成訓練樣本；
4、構建菌種預測模型，使用訓練樣本對菌種預測模型進行訓練；
5、通過紙噴霧電離采集待測菌株的質譜數據；
6、基于待測菌株的質譜數據使用訓練好的菌種預測模型對待測菌株進行預測，確定待測菌株的種類，其中：
7、已知菌株包括選自痢疾志賀氏菌、福氏志賀氏菌、鮑氏志賀氏菌、宋內志賀氏菌、腸道致病性大腸埃希氏菌、腸道侵襲性大腸埃希氏菌、腸道產毒性大腸埃希氏菌、產志賀氏毒素大腸埃希氏菌和腸道集聚性大腸埃希氏菌中的至少兩種菌株；
8、已知菌株的質譜數據包括選自痢疾志賀氏菌、福氏志賀氏菌、鮑氏志賀氏菌、宋內志賀氏菌、腸道致病性大腸埃希氏菌、腸道侵襲性大腸埃希氏菌、腸道產毒性大腸埃希氏菌、產志賀氏毒素大腸埃希氏菌和腸道集聚性大腸埃希氏菌中的至少兩種菌株的質譜數據；
9、菌種預測模型為lightgbm模型、bagging模型或extra?trees模型。
10、在某些實施方案中，所述的鑒定志賀氏菌和/或致瀉大腸埃希氏菌的方法是非診斷目的的方法。
11、在某些實施方案中，所述的方法在采集已知菌株的質譜數據后還包括：
12、對已知菌株的質譜數據進行歸一化處理，以消除數據中的偏差和噪聲。
13、在某些實施方案中，通過紙噴霧電離采集已知菌株或待測菌株的質譜數據包括：
14、準備紙基，包括：用甲醇浸泡紙基3?h~12?h，干燥；
15、將已知菌株或待測菌株置于干燥的紙基上；
16、向紙基上承載的已知菌株或待測菌株添加3?μl?~?10?μl?dmf，干燥；
17、采集已知菌株或待測菌株的質譜數據。
18、在某些實施方案中，紙基包括一個角度為18?°~22?°的尖角。
19、在某些實施方案中，紙基包括一個角度為20?°的尖角。
20、在某些實施方案中，采集已知菌株或待測菌株的質譜數據包括：
21、選用甲醇作為洗脫溶劑，洗脫體積為100μl?~180?μl。
22、在某些實施方案中，采集已知菌株或待測菌株的質譜數據包括：
23、選用甲醇作為洗脫溶劑，洗脫體積為110μl?~150?μl。
24、在某些實施方案中，所述的方法在采集待測菌株的質譜數據后還包括：對待測菌株的質譜數據進行歸一化處理，以消除數據中的偏差和噪聲。
25、本專利技術還提供一種鑒定志賀氏菌和/或致瀉大腸埃希氏菌的系統，包括：
26、紙噴霧電離質譜儀，被配置為采集已知菌株或待測菌株的質譜數據；
27、訓練樣本生成模塊，被配置為基于已知菌株的質譜數據生成訓練樣本；
28、模型訓練模塊，被配置為構建菌種預測模型，并使用訓練樣本對菌種預測模型進行訓練；
29、預測模塊，被配置為基于待測菌株的質譜數據使用訓練好的菌種預測模型對待測菌株進行預測，確定待測菌株的種類，其中：
30、已知菌株包括選自痢疾志賀氏菌、福氏志賀氏菌、鮑氏志賀氏菌、宋內志賀氏菌、腸道致病性大腸埃希氏菌、腸道侵襲性大腸埃希氏菌、腸道產毒性大腸埃希氏菌、產志賀氏毒素大腸埃希氏菌和腸道集聚性大腸埃希氏菌中的至少兩種菌株；
31、已知菌株的質譜數據包括選自痢疾志賀氏菌、福氏志賀氏菌、鮑氏志本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種鑒定志賀氏菌和/或致瀉大腸埃希氏菌的方法，包括：
2.權利要求1所述的方法，其中在采集已知菌株或待測菌株的質譜數據后還包括：
3.權利要求1所述的方法，其中通過紙噴霧電離采集已知菌株或待測菌株的質譜數據包括：
4.?權利要求3所述的方法，其中紙基包括一個角度為18~22?°的尖角。
5.權利要求3所述的方法，其中采集已知菌株或待測菌株的質譜數據包括：
6.一種鑒定志賀氏菌和/或致瀉大腸埃希氏菌的系統，包括：
7.權利要求6所述的系統，還包括：
8.一種鑒定志賀氏菌和/或致瀉大腸埃希氏菌的裝置，包括：
9.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序指令，該指令被處理器執行時實現權利要求1至5任意一項所述的方法的步驟。
【技術特征摘要】
1.一種鑒定志賀氏菌和/或致瀉大腸埃希氏菌的方法，包括：
2.權利要求1所述的方法，其中在采集已知菌株或待測菌株的質譜數據后還包括：
3.權利要求1所述的方法，其中通過紙噴霧電離采集已知菌株或待測菌株的質譜數據包括：
4.?權利要求3所述的方法，其中紙基包括一個角度為18~22?°的尖角。
5.權利要求3所述的方法...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭磊，劉璐瑤，覃露媛，崔根源，鞏在君，唐麗，謝劍煒，
申請(專利權)人：中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院，
類型：發明
國別省市：
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