[发明专利]新型冠状病毒变异分析方法及应用

说明书

本发明涉及一种新型冠状病毒变异分析方法及应用，属于基因测序分析技术领域。该方法包括数据获取、数据过滤、数据比对、变异检测、坐标分析、坐标校正和变异注释步骤。该方法不仅可以对纯病毒培养物测序数据进行变异检测，还可以对宏基因组测序数据进行变异检测，使用范围更广。同时还能准确对核糖体移码进行注释，以及对联合突变进行准确注释，提高了变异检测的准确率。此外还可以对病毒变异进行动态监测。

技术领域

本发明涉及基因测序分析技术领域，特别是涉及一种新型冠状病毒变异分析方法及应用。

背景技术

新型冠状病毒(2019-nCoV)是一种单股正链RNA病毒，容易发生变异。在临床上，新冠病毒感染者的症状差异较大，从无症状到危重症都有可能发生。除了个体因素的差异外，病毒变异也可能是导致感染患者症状差异大的重要因素。

研究表明，新型冠状病毒突变速率约为每月2～4个突变，目前在已知的株系发现了超过25个突变的变异株。病毒的变异会显著影响其传播能力和致病能力，甚至出现耐药问题而加大治疗难度。所以对病毒变异的监测极为重要，可以为防控疫情和治疗患者提供科学依据，以及为疫苗开发和药物靶点筛选等科学研究提供支持。

然而，目前尚未有针对新型冠状病毒的变异检测方法，若直接使用第三方通用软件会造成变异检测不准确、注释错误等问题。病毒的变异是一个动态的过程，及时地监测病毒变异是非常重要的，所以需要从患者采集样本后直接测序，这样才能真正监测到病毒在患者身上发生的变异。如果从患者采集样本后经过分离培养再测序进行变异检测，此时检测的变异可能并不是患者当时携带的病毒的变异信息了，因为在培养过程中病毒也会发生变异。

从患者身上采集样本后直接测序需要用到宏基因组学的方法，但目前的第三方通用变异检测方法是不支持宏基因组学测序的，直接使用会带来很多检测错误。

综上所述，目前缺乏针对新型冠状病毒开发的变异检测软件，第三方通用软件无法直接处理宏基因组测序数据，变异检测错误率高。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种新型冠状病毒变异分析方法，采用该检测分析系统对2019-nCoV进行检测，不仅支持纯培养病毒测序，还能够支持宏基因组学测序、支持糖体移码注释，且变异检测准确率高，同时还可监测同一患者体内病毒的动态变异。

一种新型冠状病毒变异分析方法，包括以下步骤：

数据获取：获取高通量测序得到的基因测序数据；

数据过滤：将上述得到的基因测序数据依次进行低质量序列过滤、宿主序列过滤；

数据比对：将上述过滤后序列与2019-nCoV参考基因组进行比对，并将比对上序列进行排序，生成位点一致性文件；

变异检测：对上述位点一致性文件进行分析，分别识别并统计snp、insertion、deletion 三种变异类型，并统计每个位点的基因组坐标P、总覆盖深度D、snp深度Ds、insertion深度 Di、deletion深度Dd，用Dv表示Ds或Di或Dd，当Dv≥阈值N时，则判定该变异为可信的，该位点为变异位点，其中N为自然数；

坐标分析：分析变异位点坐标，当变异位点的基因组坐标P满足G_start≤P≤G_end，则该变异位点所在基因为G，其中G_start表示基因G的起始位点，G_end表示基因G的终止位点，G表示2019-nCoV的任意一个基因；

坐标校正：根据核糖体移码信息对CDS原始坐标Pc’进行校正，先从注释数据库中读取变异位点所在基因的核糖体移码信息，当该基因被标记为有核糖体移码，发生移码位点的基因组坐标记为Pr，移码数记为K，则当Pc’≥Pr时，CDS坐标Pc更正为Pc＝Pc’+K，当Pc＜ Pr时，CDS坐标无需更正，Pc＝Pc’；