技术特征：
1.一种基于宏基因组学快速确定微生物的方法，其特征在于，所述方法包括：(1)对待测样品进行破壁处理，以便获得破壁后产物，所述破壁处理包括酶解处理和物理破壁处理；(2)对所述破壁后产物进行裂解处理，获取来自于所述待测样品的基因组dna，并基于所述基因组dna构建测序文库；(3)对所述测序文库进行测序，以便获得测序数据；(4)基于所述测序数据，与微生物数据库比对，确定所述待测样品中的微生物信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酶解处理包括通过溶菌酶和溶壁酶处理；任选地，所述溶菌酶的添加量为500-3000u；所述溶壁酶的添加量为20-200u；任选地，所述酶解处理的条件为37摄氏度条件下酶解10～30分钟；任选地，所述物理破壁处理包括通过将待测样品和玻璃珠混合，进行高速震荡的步骤；任选地，所述高速震荡的条件为50～80hz的速度震荡1～3分钟，时间间隔为10～60秒，1～10个循环。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下述步骤获取所述待测样品的基因组dna：将所述破壁后产物和载体rna、裂解酶k和缓冲液混合，65℃下进行裂解反应，以便获得反应液；将所述反应液进行纯化，去除盐离子和有机试剂，以便获得来自于所述待测样品的基因组dna。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述基因组dna通过下述步骤构建测序文库：将所述基因组dna进行酶切片段化处理，获得酶切产物；将所述酶切产物和测序接头连接，获得连接产物；对所述连接产物进行纯化与质控，以便得到测序文库；任选地，所述酶切片段化处理包括采用非限制性核酸内切酶进行处理；任选地，所述酶切片段化处理的反应体系为：50重量份基因组dna和10重量份非限制性核酸内切酶混合；任选地，所述酶切片段化处理的条件为在30
±
1℃的条件下孵育15
±
5min进行片段化，然后在72
±
1℃的条件下孵育25
±
5min进行变性处理；任选地，所述基因组dna的用量为50-200ng；任选地，所述连接反应体系为：60重量份所述酶切后产物、30重量份连接缓冲液、5重量份核酸连接酶和5重量份测序接头核酸分子混合；任选地，所述连接反应条件为在20
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1℃的条件下孵育25
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5min；任选地，所述测序接头为退火y型全长unique dual index(udi)，所述测序接头双端含8nt唯一样本标签(index)。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述测序处理包括：将定量稀释为0.5-3.5pm的测序文库在测序仪上进行高通量测序的步骤；任选地，所述待测样品选自：痰液、肺泡灌洗液、鼻腔粘液类样本中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)进一步包括：(4-1)基于特异性样本标签序列，将所述测序数据进行拆分，所述特异性样本标签序列用于区分不同的样本；(4-2)将测序数据和宿主数据库比对，计算测序数据中的宿主序列比例，以便去除宿主序列；(4-3)将去除宿主序列后的序列与微生物数据库进行比对，确定待测样品中的微生物信息。7.一种基于宏基因组学快速确定微生物的系统，其特征在于，所述系统包括：破壁处理模块，所述预处理模块用于对待测样品进行破壁处理，以便获得破壁后产物，所述破壁处理包括酶解处理和物理破壁处理；测序文库构建模块，所述测序文库构建模块用于对所述破壁后产物进行裂解处理，获取来自于所述待测样品的基因组dna，并基于所述基因组dna构建测序文库；测序模块，所述测序模块用于对所述测序文库进行测序，以便获得测序数据；数据分析模块，所述数据分析模块基于所述测序数据，与微生物数据库比对，确定所述待测样品中的微生物信息。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述酶解处理包括通过溶菌酶和溶壁酶处理；任选地，所述溶菌酶的添加量为500-3000u；所述溶壁酶的添加量为20-200u；任选地，所述酶解处理的条件为37摄氏度条件下酶解10～30分钟；任选地，所述物理破壁处理包括通过将待测样品和玻璃珠混合，进行高速震荡的步骤；任选地，所述高速震荡的条件为50～80hz的速度震荡1～3分钟，时间间隔为10～60秒，1～10个循环。9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述测序文库构建模块通过下述步骤获取所述待测样品的基因组dna：将所述破壁后产物和载体rna、裂解酶k和缓冲液混合，65℃下进行裂解反应，以便获得反应液；将所述反应液进行纯化，去除盐离子和有机试剂，以便获得所述待测样品的基因组dna；任选地，所述测序文库构建模块通过下述单元获得测序文库：片段化处理单元，所述片段化处理单元用于将所述基因组dna进行酶切片段化处理，获得酶切产物；连接单元，所述连接单元用于将所述酶切产物和测序接头连接，获得连接产物；纯化和质控单元，所述纯化和质控单元用于对所述连接产物进行纯化与质控，以便得到测序文库；优选地，所述酶切片段化处理包括采用非限制性核酸内切酶进行处理；任选地，所述酶切片段化处理的反应体系为：50重量份基因组dna和10重量份非限制性核酸内切酶混合；任选地，所述酶切片段化处理的条件为在30
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1℃的条件下孵育15
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5min进行片段化，然后在72
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1℃的条件下孵育25
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5min进行变性处理；
任选地，所述基因组dna的用量为50-200ng；优选地，所述连接反应体系为：60重量份所述酶切产物、30重量份连接缓冲液、5重量份核酸连接酶和5重量份测序接头混合；任选地，所述连接反应条件为在20
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1℃的条件下孵育25
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5min；任选地，所述测序接头为退火y型全长unique dual index(udi)，所述测序接头双端含8nt唯一样本标签(index)。10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述测序模块包括：将定量稀释为0.5-3.5pm的测序文库在测序仪上进行高通量测序的步骤；任选地，所述数据分析模块进一步包括：数据拆分单元，所述数据拆分单元基于特异性样本标签序列，将所述测序数据进行拆分，所述特异性样本标签序列用于对不同样本进行区分；宿主比对单元，所述宿主比对单元用于将测序数据和宿主数据库比对，计算测序数据中的宿主序列比例，去除宿主序列；微生物比对单元，所述微生物比对单元用于将去除宿主序列后的序列与病原微生物数据库进行比对，确定待测样品中的微生物信息。
技术总结
本发明提供了一种基于宏基因组学快速确定微生物的方法及系统。所提供的方法包括：对待测样品进行破壁处理，获得破壁后产物，所述破壁处理包括酶解处理和物理破壁处理；对破壁后产物进行裂解处理，获取来自于待测样品的基因组DNA，并基于基因组DNA构建测序文库；对测序文库进行测序，以便获得测序数据；基于测序数据，与微生物数据库比对，确定所述待测样品中的微生物信息。根据所提供的方法可以高效、快速获得病原微生物物种信息，并用于疾病的检测。测。测。
技术研发人员：周斌 于雷 秦楠
受保护的技术使用者：上海锐翌生物科技有限公司
技术研发日：2021.09.09
技术公布日：2023/3/14