肠道菌群的检测系统及其方法和动态式数据库的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种取样标本的检测系统及其方法，尤其涉及关于人体排泄物的检测 系统及其方法。
【背景技术】
[0002] 目前，人们对肠道的健康检测主要集中在肠道本身的病变和急性细菌感染，对于 那些长期居住在人体肠道中的大量细菌，即"肠道菌群"缺乏认识，没有什么检测方法，这些 肠道菌群虽然不会短期内对人体造成危害，但却能极大的影响人体的身体健康，是许多慢 性疾病，如肥胖、糖尿病的重要诱因。
[0003] 因此，有必要创新出一种新的检测系统和方法，以获得更多的参数，为个体提供健 康的参考。
【发明内容】
[0004] 为了弥补上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种肠道菌群的检测系统及 其方法，基于基因检测和大数据分析，为用户提供肠道健康的评估途径。
[0005] 本发明的又一目的在于提供一种能动态更新数据内容的人体排泄物采集数据库。
[0006] 本发明的技术方案是：
[0007] 肠道菌群的检测系统，包括：
[0008] 用于采集肠道菌群信息的采集装置；
[0009] 对采集到的肠道菌群信息进行放大处理以获得每次个体检测时的肠道菌群数据 的分析处理装置；
[0010] 用于存储肠道菌群数据的存储装置；
[0011]用于将每次采集个体的肠道菌群数据与存储装置中的肠道菌群总数据进行比较 的数据处理装置；
[0012] 其中，所述的采集装置设有输出端与分析处理装置连接并将采集结果传输至分析 处理装置，所述的分析处理装置设有输出端与存储装置连接并将处理结果发送至存储装 置，所述数据处理装置分别与分析处理装置、存储装置连接并对二者的相关联数据进行比 较判断。
[0013] 其进一步技术方案为：还包括用于收集含有肠道菌群的样本的取样装置和用于将 数据处理装置的比较结果进行显示或打印的输出装置。
[0014] 其进一步技术方案为：所述的采集装置包括标本采集装置。
[0015] 本发明肠道菌群的检测方法，包括以下步骤：
[0016] 用于采集肠道菌群信息的采集步骤；
[0017] 对采集到的肠道菌群信息进行放大处理以获得每次个体检测时的肠道菌群数据 的分析处理步骤；
[0018] 用于存储肠道菌群数据的存储步骤；
[0019] 用于将每次采集个体的肠道菌群数据与存储装置中的肠道菌群总数据进行比较 的数据处理步骤。
[0020] 其进一步技术方案为：所述的分析处理步骤是利用基因检测平台，对肠道样品进 行核酸提取检测的数据产出步骤，以获得供生物信息学分析的核酸信息。
[0021] 其进一步技术方案为：所述的数据产出步骤进行核酸信息的预处理，包括以下的 相似性聚类法和/或序列拼接法：
[0022] 相似性聚类法，将相似度为85% -99%的多条核酸序列挑选出来作为一个类群， 并选择一条核酸序列代表该类群，其序列的丰度就是该类群中的全部核酸序列数目；
[0023] 序列拼接法，根据序列字符串的相似性，依次将首尾相连的任意两条序列连接起 来，直至成为无法延伸的长片段，构成这条长片段的所有原始序列全长除以长片段的长度 就可以得到该字符片段在样品中的丰度。
[0024] 其进一步技术方案为：根据所述的预处理获得可供在数据库进行检索的各种变 量，这些变量包括以下三类：
[0025] -、微生物物种的相对丰度：根据序列或长片段所对应的丰度信息和微生物物种 信息，对应得到每个物种的丰度，由公式
算出；其中，^表示第i个物种的 相对丰度；8;表不第i个物种的丰度，a 1<是对应同一个物种的多条序列或长片段丰度之和； η表示全部物种数目为η;
[0026] 二、微生物功能的相对丰度：利用生物信息学算法，可将序列或长片段上的基因序 列或不完整的基因序列预测出来，再将这些基因序列和已知的生物学基因功能数据库进行 同源性比对，可以得到每个基因序列对应的微生物功能，类似于微生物相对丰度的计算方 法，得到微生物功能的相对丰度；
[0027] 三、微生物多样性：根据微生物物种的相对丰度或微生物功能的相对丰度，计算生 态学中常用的α多样性和β多样性。
[0028] 其进一步技术方案为：根据所述的肠道菌群总数据包括有微生物数据和宿主表型 数据：
[0029] 微生物数据：将每个样品进行微生物数据采集和数据预处理，从而得到微生物物 种的相对丰度、微生物功能的相对丰度的变量，这些变量构成了数据库中的微生物数据部 分；
[0030] 宿主表型数据：将与肠道相关的人体健康状态分成几大系统进行分别表征，包括 肠道系统、营养系统、代谢系统和免疫系统，每种系统的健康检查数据将被直接收录成宿主 表型数据；
[0031] 为了从微生物角度去描述宿主的健康状况，还将以特定的宿主表型作为因变量， 前述的微生物数据作为自变量，来进行关联分析或回归分析，以此找到与特定宿主表型有 关联的微生物数据；
[0032] 以上的宿主表型数据和微生物数据，都在数据库中进行人群统计分析，从而得到 这些数据指标在数据库人群中的分布范围，人群是指健康人群和某类患病人群。
[0033] 本发明肠道菌群的检测方法，采用这样的步骤来实现，它包括：1)标本采集运输； 2)标本提取和质控；3)标本检测；4)数据分析；5)报告出具；以下是具体步骤的内容：
[0034] 一、标本采集运输
[0035] 1)使用无菌容器采集被检测个体的新鲜粪便标本；
[0036] 2)标本冷藏或者稳定剂保存，使得菌群稳定，不发生改变；
[0037] 3)冷藏的标本在24小时内送至标本收集处，稳定剂保存的标本3天内送达标本收 集处；
[0038] 二、标本提取和质控；
[0039] 二、标本检测米用以下二种方法：
[0040] 方法一，16S测序：
[0041] 1)提取的核酸标本稀释至等浓度；
[0042] 2)以适量核酸为模板，用微生物保守区域设计引物进行PCR扩增；
[0043] 3)对PCR产物进行浓度测定，电泳检测目标条带；
[0044] 4)将以上PCR产物进行纯化；
[0045] 5)根据仪器的使用说明，进行标本的测序，产出数据；
[0046] 方法二，PCR检测：
[0047] 1)提取的核酸标本稀释至等浓度；
[0048] 2)以各种微生物特异性区域设计引物进行PCR扩增，采用荧光定量的方法检测其 中核酸标本中微生物的分类组成；
[0049] 方法三，全基因组测序：
[0050] 1)提取的核酸标本，按照测序文库试剂盒的操作要求完成文库构建；
[0051] 2)根据仪器的使用说明，进行标本的测序，产出数据；
[0052] 四、数据分析
[0053] 1)数据预处理，包括过滤低质量数据、去除引物；
[0054] 2)序列通过相似度进行聚类，并计算各种微生物的丰度计算；
[0055] 3)物种分类谱及功能分类谱分析；
[0056] 4)肠道菌群结构分析，包括微生物组成、肠型、多样性指数；
[0057] 5)肠道健康指标分析，包括健康指数、代谢水平、生物合成和肠道环境应激；
[0058] 6)致病菌检测，包括食源性致病菌、机会致病菌和其他致病菌；
[0059] 7)疾病风险评估，包括肥胖、糖尿病、炎症性肠炎和结肠癌；
[0060] 8)肠道菌群状态评估；
[0061] 五、出具报告
[0062] 报告主要包括肠道菌群组成，多样性指数，健康指数，致病菌含量及疾病风险；报 告具有纸质版，电子版两种，电子版本可以登录网站或者下载手机app获取。
[0063] 本发明一种动态数据库，是一种能动态更新数据内容的人体排泄物采集数据库， 该数据库采用若干个采集端与服务器连接的数据系统，将每个采集端的采集数据与存储于 服务器的采集总数据进行检索或比较分析，并且将该采集端的采集数据存储于服务器中， 服务器实时更新或定期更新采集总数据，以供与其连接的各采集端或各客户端访问或下 载；其中每个采集数据包括核酸信息，还包含有采集时间、年龄、性别、体重指数、血液指标、 疾病状态、身体状况、生活习惯关键词；所述的人体排泄物是指大便、小便、汗液、痰、二氧化 碳、油脂、皮肩、头肩和/或毛发。
[0064] 本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明采用基因检测技术，结合大数据分 析。通过这样的肠道菌群的检测，受检者能够了解自身肠道健康状况组成，并以此了解自己 与健康人群的差异值，以此调节自己的饮食，运动，生活习惯等方面，进而改善肠道菌群状 况，并以此改善身体健康状况。其中的动态数据库采用实时或定时更新的方式，将采集端的 每次采集数据汇入服务器的总数据库中，以此实时扩充数据库的容量，获得最新时期的各 类人群的排泄物的检测参数，动态变化的数据库，相对于陈年老旧的数据库，更具有可利用 的价值。
[0065] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
【附图说明】
[0066] 图1为本发明肠道菌群的