【摘 要】
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近年来,全球范围内重大传染病疫情频发,给世界各国带来严峻挑战。在这一背景下,高通量测序技术在病原体检测领域展现出广泛的应用前景,在近年病原体鉴定和溯源工作中发挥了重要作用。然而,高通量测序在实际应用中仍面临数据分析学习成本高、病原体数据库不完善和测序产生的大量数据难以存储和管理的问题。为解决这些问题,本研究根据实际病原体检测中的实验和数据分析流程设计并构建了一体化快速病原体智能检测分析平台。平台提
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近年来,全球范围内重大传染病疫情频发,给世界各国带来严峻挑战。在这一背景下,高通量测序技术在病原体检测领域展现出广泛的应用前景,在近年病原体鉴定和溯源工作中发挥了重要作用。然而,高通量测序在实际应用中仍面临数据分析学习成本高、病原体数据库不完善和测序产生的大量数据难以存储和管理的问题。为解决这些问题,本研究根据实际病原体检测中的实验和数据分析流程设计并构建了一体化快速病原体智能检测分析平台。平台提供一个基于Web浏览器的图形化操作界面。用户可以通过前端界面轻松地进行样本信息、测序信息的录入和管理、启动分析任务、查看分析结果等操作,实现了平台操作可视化。平台整合了常用的生物信息学软件,针对宏基因组样本和纯培养样本设计各自特有分析流程。用户在图形化界面下启动分析任务后,平台便会自动执行所需的分析步骤并生成可视化的结果报告,实现了数据分析的自动化。此外,为支持病原体鉴定和溯源分析任务,本研究成功地构建了一个包含病原体基因序列、物种分类信息和样本来源信息的病原体数据库。用户在使用平台进行分析任务时可以根据一定临床指征选择适当的子库,以同时保证分析的准确性和速度。本研究构建的平台和数据库已在实际样本分析中得到应用。在无需任何命令行操作的条件下,输入1 GB的细菌纯培养样本测序数据,启动分析10分钟内即可得到物种鉴定结果,3小时内即可得到包括数据拼接、物种注释、溯源分析和耐药/毒力基因预测的详细分析结果;输入3 GB的宏基因组样本,启动分析15分钟内即可得到物种鉴定结果,1小时内即可得到包括数据拼接、物种注释和耐药/毒力基因预测的详细分析结果。该平台能够同时解决高通量测序应用于病原体检测工作中存在的数据分析学习成本高、数据库大小难以平衡等多种问题,快速、准确地进行病原体鉴定分析,为及时控制传染病疫情提供有力支撑。
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