CN107341367A - 一种耐药基因数据平台的多维数据展示方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微生物数据处理技术领域，提供一种耐药基因数据平台的多维数据展示方法及系统，接收用户在预先创建的耐药基因数据平台的首页显示界面上的输入动作，生成对应的操作指令，然后根据操作指令的类型执行平台多维数据展示、信息检索和生物信息分析动作，实现对有关耐药基因及相关信息的汇集和对学者用户的展示，同时为学者用户提供基于blast的基因序列的比对分析结果和耐药基因预测分析，也为初学者和中外学者提供便利的研究平台。

Description

一种耐药基因数据平台的多维数据展示方法及系统

技术领域

本发明涉及微生物数据处理技术领域，具体为一种耐药基因数据平台的多维数据展示方法及系统。

背景技术

耐药细菌的出现，使细菌感染性疾病再次成为威胁人类健康的首要因素，全球大约70％以上感染是由耐药细菌引起的，耐药基因的获取和传递是耐药菌产生和传播的关键因素，愈来愈多的耐药基因被研究人员发现，也被大众所熟知，比如blandm基因携带的细菌，被媒体称之为“超级细菌”，我国首次发现并报道的mcr-1携带肠杆菌科细菌，这些都给我国甚至全世界耐药研究领域、公共卫生领域提出了警告，应加强对细菌耐药性问题的重视。耐药基因的产生、传播、监测和预测一直都是细菌耐药研究和公共监测领域十分关注的，本微生物耐药基因数据分享和比对平台多维数据展示方案旨在将散落在各大数据库耐药基因的分类介绍、耐受药物的分类介绍、耐药基因在各种类细菌中分布等内容汇总，构建融合基本数据检索、中英文双语展示、生物信息分析、系统管理等功能的多为数据展示方案，为我国广大基层细菌耐药监测工作者和国内、外耐药机制研究人员提供全面的耐药基因数据分享和比对平台。

已有的耐药基因查询系统只能做到部分耐药基因的查询比对，且缺乏信息检索、基因数据和耐受药物介绍展示模块，使用的页面为英文或者中文，这不利于刚接触耐药领域研究工作和耐药监测工作的基层人员快速获取相关信息，也不利于国外科研工作者将国外数据信息与国内耐药信息数据进行交流。

发明内容

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种既能实现基于耐药基因数据平台的多维数据的展示，同时也提供生物信息分析的耐药基因数据平台的多维数据展示方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种耐药基因数据平台的多维数据展示方法，所述方法包括下述步骤：

接收用户在预先创建的耐药基因数据平台的首页显示界面上的输入动作，生成对应的操作指令，所述操作指令包括平台多维数据展示操作指令、耐药基因数据信息检索指令和生物信息分析指令；

当所述操作指令为平台多维数据展示操作指令时，从预先创建的所述耐药基因数据平台的数据库中调用并展示预先生成的平台系统基本信息，耐药基因及相关信息，抗菌药物基本信息及所述抗菌药物对应的耐药基因的相关信息和序列信息，以及，耐药菌信息；

当所述操作指令为耐药基因数据信息检索指令时，根据用户输入的关键字，在所述耐药基因数据平台的数据库中匹配与所述关键字相关联的耐药基因数据信息，并显示，所述关键字包括耐药基因和耐药基因药物；

当所述操作指令为生物信息分析指令时，控制所述耐药基因数据平台从所述首页显示界面进入blast显示界面，并在所述blast界面上接收用户输入的待比对分析的基因序列和比对方式的选择指令，根据所述待比对分析的基因序列和序列比对方式的选择指令，对所述待比对分析的基因序列进行与所述比对方式相匹配的序列比对分析，并以与所述序列比对方式相匹配的展示方式进行比对分析结果的显示。

作为一种改进的方案，所述接收用户在预先创建的耐药基因数据平台的操作指令的步骤之前还包括下述步骤：

预先创建耐药基因数据平台，所述耐药基因数据平台包括显示界面、控制逻辑算法和数据库，其中：

所述显示界面包括首页显示界面、耐药基因显示界面、抗菌药物显示界面和blast显示界面；

所述数据库内存储有用于支撑所述显示界面的原始数据和用于实现所述控制逻辑算法的控制参数，所述原始数据包括中文版本和英文版本。

作为一种改进的方案，所述平台系统基本信息包括平台系统的简介、平台系统建设的目的、平台系统建设发展规划以及平台系统的团队信息；

所述耐药基因的相关信息包括耐药基因分类、耐药基因名称、耐药基因功能和耐药基因的序列信息。

作为一种改进的方案，所述耐药基因数据平台的首页显示界面上配置有操作选项按钮、关键字查询项和中英文切换按钮；

所述操作选项按钮包括首页选项、耐药基因选项、抗菌药物选项和blast选项；

所述首页选项、耐药基因选项、抗菌药物选项与所述平台多维数据展示操作指令相匹配，所述关键字查询项与所述耐药基因数据信息检索指令相匹配，所述blast选项与所述生物信息分析指令相匹配。

作为一种改进的方案，所述方法还包括下述步骤：

当用户点击所述中英文切换按钮时，控制在所述耐药基因数据平台的数据库中调用预先生成的目标语言版本，并将当前所述耐药基因数据平台的首页显示界面切换为所述目标语言版本。

本发明的另一目的在于提供一种耐药基因数据平台的多维数据展示系统，所述系统包括：

操作指令生成模块，用于接收用户在预先创建的耐药基因数据平台的首页显示界面上的输入动作，生成对应的操作指令，所述操作指令包括平台多维数据展示操作指令、耐药基因数据信息检索指令和生物信息分析指令；

平台系统基本信息展示模块，用于当所述操作指令为平台多维数据展示操作指令时，从预先创建的所述耐药基因数据平台的数据库中调用并展示预先生成的平台系统基本信息，耐药基因及相关信息，抗菌药物基本信息及所述抗菌药物对应的耐药基因的相关信息和序列信息，以及，耐药菌信息；

检索显示模块，用于当所述操作指令为耐药基因数据信息检索指令时，根据用户输入的关键字，在所述耐药基因数据平台的数据库中匹配与所述关键字相关联的耐药基因数据信息，并显示，所述关键字包括耐药基因和耐药基因药物；

生物信息分析模块，用于当所述操作指令为生物信息分析指令时，控制所述耐药基因数据平台从所述首页显示界面进入blast显示界面，并在所述blast界面上接收用户输入的待比对分析的基因序列和比对方式的选择指令，根据所述待比对分析的基因序列和序列比对方式的选择指令，对所述待比对分析的基因序列进行与所述比对方式相匹配的序列比对分析，并以与所述序列比对方式相匹配的展示方式进行比对分析结果的显示。

作为一种改进的方案，所述系统还包括：

创建模块，用于预先创建耐药基因数据平台，所述耐药基因数据平台包括显示界面、控制逻辑算法和数据库，其中：

所述显示界面包括首页显示界面、耐药基因显示界面、抗菌药物显示界面和blast显示界面；

所述数据库内存储有用于支撑所述显示界面的原始数据和用于实现所述控制逻辑算法的控制参数，所述原始数据包括中文版本和英文版本。

作为一种改进的方案，所述平台系统基本信息包括平台系统的简介、平台系统建设的目的、平台系统建设发展规划以及平台系统的团队信息；

所述耐药基因的相关信息包括耐药基因分类、耐药基因名称、耐药基因功能和耐药基因的序列信息。

作为一种改进的方案，所述耐药基因数据平台的首页显示界面上配置有操作选项按钮、关键字查询项和中英文切换按钮；

所述操作选项按钮包括首页选项、耐药基因选项、抗菌药物选项和blast选项；

所述首页选项、耐药基因选项、抗菌药物选项与所述平台多维数据展示操作指令相匹配，所述关键字查询项与所述耐药基因数据信息检索指令相匹配，所述blast选项与所述生物信息分析指令相匹配。

作为一种改进的方案，所述系统还包括：

中英文切换控制模块，用于当用户点击所述中英文切换按钮时，控制在所述耐药基因数据平台的数据库中调用预先生成的目标语言版本，并将当前所述耐药基因数据平台的首页显示界面切换为所述目标语言版本。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

在本发明实施例中，接收用户在预先创建的耐药基因数据平台的首页显示界面上的输入动作，生成对应的操作指令，然后根据操作指令的类型执行平台多维数据展示、信息检索和生物信息分析动作，实现对有关耐药基因及相关信息的汇集和对学者用户的展示，同时为学者用户提供基于blast的基因序列的比对分析结果和耐药基因预测分析，也为初学者和中外学者提供便利的研究平台。

附图说明

图1是本发明提供的耐药基因数据平台的多维数据展示方法的实现流程图；

图2是本发明提供的耐药基因数据平台的多维数据展示系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

图1示出了本发明提供的耐药基因数据平台的多维数据展示方法的实现流程图，其具体包括下述步骤：

在步骤S101中，接收用户在预先创建的耐药基因数据平台的首页显示界面上的输入动作，生成对应的操作指令，所述操作指令包括平台多维数据展示操作指令、耐药基因数据信息检索指令和生物信息分析指令。

在步骤S102中，当所述操作指令为平台多维数据展示操作指令时，从预先创建的所述耐药基因数据平台的数据库中调用并展示预先生成的平台系统基本信息，耐药基因及相关信息，抗菌药物基本信息及所述抗菌药物对应的耐药基因的相关信息和序列信息，以及，耐药菌信息。

在步骤S103中，当所述操作指令为耐药基因数据信息检索指令时，根据用户输入的关键字，在所述耐药基因数据平台的数据库中匹配与所述关键字相关联的耐药基因数据信息，并显示，所述关键字包括耐药基因和耐药基因药物。

在该步骤中，例如用户输入qnrA”这个模糊的耐药基因关键词后，显示界面中出现包含所有含有qnrA字段的耐药基因型和亚型，例如qnrA1、qnrA2等，相应的含有该字段耐药基因的菌株种类、GenBank(世界范围内基因数据库，是最大型的基因数据汇总库)编号和耐受药物信息，当基因序列信息排列超过一屏时，通过鼠标滑动或者点击页面滚轮可以实现更多基因的查看。

在步骤S104中，当所述操作指令为生物信息分析指令时，控制所述耐药基因数据平台从所述首页显示界面进入blast显示界面，并在所述blast界面上接收用户输入的待比对分析的基因序列和比对方式的选择指令，根据所述待比对分析的基因序列和序列比对方式的选择指令，对所述待比对分析的基因序列进行与所述比对方式相匹配的序列比对分析，并以与所述序列比对方式相匹配的展示方式进行比对分析结果的显示。

在该步骤中，可通过直接填写短片段序列，对于特别长的拼接全基因组序列可直接提交拼接好的fasta格式文件进行比对，比对分为blast基因有无比对和SNP突变比对两种，展示方式也有不同，对于blast比对展示方案如下，展示内容包括比对序列的名称、在提交序列中的位置示意图、序列碱基比对示意图和数据库中参考序列的比对情况(基因覆盖度、长度、耐药谱型预测等)，和数据库中参考序列的比对按照不同耐药基因分不同颜色进行展示；对于拼接的全基因组序列，展示按照Scaffold进行展示，即Tab页中显示scaffold1-10个，点击不同scaffold，将展示相应的耐药基因比对情况，大于10个scaffold的全基因组序列，将通过点击向右按钮完成后续scaffold中耐药基因比对结结果的查看；

对于SNP展示，则侧重于对于基因突变位点的描述，例如与数据库中参考序列中热点突变的吻合情况，突变造成耐药谱型等。

在本发明实施例中，在执行上述步骤S101之前，还需要执行下述步骤：

预先创建耐药基因数据平台，所述耐药基因数据平台包括显示界面、控制逻辑算法和数据库，其中：

所述显示界面包括首页显示界面、耐药基因显示界面、抗菌药物显示界面和blast显示界面，其中，耐药基因数据平台的首页显示界面上配置有操作选项按钮、关键字查询项和中英文切换按钮；

所述操作选项按钮包括首页选项、耐药基因选项、抗菌药物选项和blast选项；

所述首页选项、耐药基因选项、抗菌药物选项与所述平台多维数据展示操作指令相匹配，所述关键字查询项与所述耐药基因数据信息检索指令相匹配，所述blast选项与所述生物信息分析指令相匹配；

所述数据库内存储有用于支撑所述显示界面的原始数据和用于实现所述控制逻辑算法的控制参数，所述原始数据包括中文版本和英文版本；

其中，该原始数据即包括上述平台系统基本信息，耐药基因及相关信息，抗菌药物基本信息及所述抗菌药物对应的耐药基因的相关信息和序列信息，以及，耐药菌信息，其中：

(1)平台系统基本信息

主要展示系统的简介、系统建设的目的及系统建设发展规划等信息，同时可以包括系统负责的团队信息介绍；

(2)耐药基因及相关信息

该耐药基因数据平台从耐药基因的角度出发，来展示和耐药基因维度相关的信息：耐药基因分类、耐药基因名称、耐药基因功能、耐药基因的序列信息及其他序列信息。

按照介导耐药机制的方式不同将耐药基因分为5大类，5大类下还存在二级分类。其中近3000个基因，基因分类存在二级分类，系统要求基因分类具有可扩展性。针对每个基因需要展示其详细的信息包括基因简介、耐药谱、基因序列等。开发外源耐药基因展示、比对功能模块和基因突变介导耐药的基因突变位点展示和比对功能模块。完成3000个外源耐药基因相关信息的录入，实现上述耐药基因展示、在线比对及分析，并预留信息拓展的端口。完成大肠杆菌gyrA基因介导喹诺酮类药物耐药的基因突变相关信息的录入，实现大肠杆菌gyrA基因突变介导喹诺酮类药物耐药的信息展示和比对功能，并预留信息拓展的端口；

(3)抗菌药物基本信息及所述抗菌药物对应的耐药基因的相关信息和序列信息

从药物的角度出发，展示药物的基本信息以及对应药物的耐药基因的相关信息及序列信息；

目前，平台可展示的药物一共有19类，系统需要展示每个药物的基本信息以及和这种药物相关的耐药基因的信息，并与耐药基因Blast在线比对结果和耐药菌信息相关联。并预留其他抗菌药物信息拓展端口；

(4)耐药菌信息：

从特定菌株的角度展示该种属菌株的药物敏感状况信息展示并与耐药基因信息和抗菌药物信息相关联。本项目完成大肠杆菌氨基糖苷类、喹诺酮类、碳青霉烯类、大环内酯类耐药基因的展示，并预留其他种属细菌信息拓展端口。

当然，在该耐药基因数据平台上可配置其他功能，例如版本介绍、友情链接、联系帮助等内容，在此不再赘述。

在本发明实施例中，当用户点击所述中英文切换按钮时，控制在所述耐药基因数据平台的数据库中调用预先生成的目标语言版本，并将当前所述耐药基因数据平台的首页显示界面切换为所述目标语言版本，例如中英文切换等，在此不再赘述。

图2示出了本发明提供的耐药基因数据平台的多维数据展示系统的结构框图，为了便于说明，图中仅给出了与本发明实施例相关的部分。

操作指令生成模块11，用于接收用户在预先创建的耐药基因数据平台的首页显示界面上的输入动作，生成对应的操作指令，所述操作指令包括平台多维数据展示操作指令、耐药基因数据信息检索指令和生物信息分析指令；

平台系统基本信息展示模块12，用于当所述操作指令为平台多维数据展示操作指令时，从预先创建的所述耐药基因数据平台的数据库中调用并展示预先生成的平台系统基本信息，耐药基因及相关信息，抗菌药物基本信息及所述抗菌药物对应的耐药基因的相关信息和序列信息，以及，耐药菌信息；

检索显示模块13，用于当所述操作指令为耐药基因数据信息检索指令时，根据用户输入的关键字，在所述耐药基因数据平台的数据库中匹配与所述关键字相关联的耐药基因数据信息，并显示，所述关键字包括耐药基因和耐药基因药物；

生物信息分析模块14，用于当所述操作指令为生物信息分析指令时，控制所述耐药基因数据平台从所述首页显示界面进入blast显示界面，并在所述blast界面上接收用户输入的待比对分析的基因序列和比对方式的选择指令，根据所述待比对分析的基因序列和序列比对方式的选择指令，对所述待比对分析的基因序列进行与所述比对方式相匹配的序列比对分析，并以与所述序列比对方式相匹配的展示方式进行比对分析结果的显示。

在本发明实施例中，创建模块15，用于预先创建耐药基因数据平台，所述耐药基因数据平台包括显示界面、控制逻辑算法和数据库，其中：

所述显示界面包括首页显示界面、耐药基因显示界面、抗菌药物显示界面和blast显示界面；

所述数据库内存储有用于支撑所述显示界面的原始数据和用于实现所述控制逻辑算法的控制参数，所述原始数据包括中文版本和英文版本。

中英文切换控制模块16，用于当用户点击所述中英文切换按钮时，控制在所述耐药基因数据平台的数据库中调用预先生成的目标语言版本，并将当前所述耐药基因数据平台的首页显示界面切换为所述目标语言版本。

其中，上述各个模块的具体功能如上述方法实施例所记载，在此不再赘述。

在本发明实施例中，接收用户在预先创建的耐药基因数据平台的首页显示界面上的输入动作，生成对应的操作指令，然后根据操作指令的类型执行平台多维数据展示、信息检索和生物信息分析动作，实现对有关耐药基因及相关信息的汇集和对学者用户的展示，同时为学者用户提供基于blast的基因序列的比对分析结果和耐药基因预测分析，也为初学者和中外学者提供便利的研究平台。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐药基因数据平台的多维数据展示方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

接收用户在预先创建的耐药基因数据平台的首页显示界面上的输入动作，生成对应的操作指令，所述操作指令包括平台多维数据展示操作指令、耐药基因数据信息检索指令和生物信息分析指令；

当所述操作指令为平台多维数据展示操作指令时，从预先创建的所述耐药基因数据平台的数据库中调用并展示预先生成的平台系统基本信息，耐药基因及相关信息，抗菌药物基本信息及所述抗菌药物对应的耐药基因的相关信息和序列信息，以及，耐药菌信息；

当所述操作指令为耐药基因数据信息检索指令时，根据用户输入的关键字，在所述耐药基因数据平台的数据库中匹配与所述关键字相关联的耐药基因数据信息，并显示，所述关键字包括耐药基因和耐药基因药物；

当所述操作指令为生物信息分析指令时，控制所述耐药基因数据平台从所述首页显示界面进入blast显示界面，并在所述blast界面上接收用户输入的待比对分析的基因序列和比对方式的选择指令，根据所述待比对分析的基因序列和序列比对方式的选择指令，对所述待比对分析的基因序列进行与所述比对方式相匹配的序列比对分析，并以与所述序列比对方式相匹配的展示方式进行比对分析结果的显示。

2.根据权利要求1所述的耐药基因数据平台的多维数据展示方法，其特征在于，所述接收用户在预先创建的耐药基因数据平台的操作指令的步骤之前还包括下述步骤：

预先创建耐药基因数据平台，所述耐药基因数据平台包括显示界面、控制逻辑算法和数据库，其中：

所述显示界面包括首页显示界面、耐药基因显示界面、抗菌药物显示界面和blast显示界面；

所述数据库内存储有用于支撑所述显示界面的原始数据和用于实现所述控制逻辑算法的控制参数，所述原始数据包括中文版本和英文版本。

3.根据权利要求2所述的耐药基因数据平台的多维数据展示方法，其特征在于，所述平台系统基本信息包括平台系统的简介、平台系统建设的目的、平台系统建设发展规划以及平台系统的团队信息；

所述耐药基因的相关信息包括耐药基因分类、耐药基因名称、耐药基因功能和耐药基因的序列信息。

4.根据权利要求3所述的耐药基因数据平台的多维数据展示方法，其特征在于，所述耐药基因数据平台的首页显示界面上配置有操作选项按钮、关键字查询项和中英文切换按钮；

所述操作选项按钮包括首页选项、耐药基因选项、抗菌药物选项和blast选项；

所述首页选项、耐药基因选项、抗菌药物选项与所述平台多维数据展示操作指令相匹配，所述关键字查询项与所述耐药基因数据信息检索指令相匹配，所述blast选项与所述生物信息分析指令相匹配。

5.根据权利要求4所述的耐药基因数据平台的多维数据展示方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤：

当用户点击所述中英文切换按钮时，控制在所述耐药基因数据平台的数据库中调用预先生成的目标语言版本，并将当前所述耐药基因数据平台的首页显示界面切换为所述目标语言版本。

6.一种耐药基因数据平台的多维数据展示系统，其特征在于，所述系统包括：

操作指令生成模块，用于接收用户在预先创建的耐药基因数据平台的首页显示界面上的输入动作，生成对应的操作指令，所述操作指令包括平台多维数据展示操作指令、耐药基因数据信息检索指令和生物信息分析指令；

平台系统基本信息展示模块，用于当所述操作指令为平台多维数据展示操作指令时，从预先创建的所述耐药基因数据平台的数据库中调用并展示预先生成的平台系统基本信息，耐药基因及相关信息，抗菌药物基本信息及所述抗菌药物对应的耐药基因的相关信息和序列信息，以及，耐药菌信息；

检索显示模块，用于当所述操作指令为耐药基因数据信息检索指令时，根据用户输入的关键字，在所述耐药基因数据平台的数据库中匹配与所述关键字相关联的耐药基因数据信息，并显示，所述关键字包括耐药基因和耐药基因药物；

生物信息分析模块，用于当所述操作指令为生物信息分析指令时，控制所述耐药基因数据平台从所述首页显示界面进入blast显示界面，并在所述blast界面上接收用户输入的待比对分析的基因序列和比对方式的选择指令，根据所述待比对分析的基因序列和序列比对方式的选择指令，对所述待比对分析的基因序列进行与所述比对方式相匹配的序列比对分析，并以与所述序列比对方式相匹配的展示方式进行比对分析结果的显示。

7.根据权利要求6所述的耐药基因数据平台的多维数据展示系统，其特征在于，所述系统还包括：

创建模块，用于预先创建耐药基因数据平台，所述耐药基因数据平台包括显示界面、控制逻辑算法和数据库，其中：

所述显示界面包括首页显示界面、耐药基因显示界面、抗菌药物显示界面和blast显示界面；

所述数据库内存储有用于支撑所述显示界面的原始数据和用于实现所述控制逻辑算法的控制参数，所述原始数据包括中文版本和英文版本。

8.根据权利要求7所述的耐药基因数据平台的多维数据展示系统，其特征在于，所述平台系统基本信息包括平台系统的简介、平台系统建设的目的、平台系统建设发展规划以及平台系统的团队信息；

所述耐药基因的相关信息包括耐药基因分类、耐药基因名称、耐药基因功能和耐药基因的序列信息。

9.根据权利要求8所述的耐药基因数据平台的多维数据展示系统，其特征在于，所述耐药基因数据平台的首页显示界面上配置有操作选项按钮、关键字查询项和中英文切换按钮；

所述操作选项按钮包括首页选项、耐药基因选项、抗菌药物选项和blast选项；

所述首页选项、耐药基因选项、抗菌药物选项与所述平台多维数据展示操作指令相匹配，所述关键字查询项与所述耐药基因数据信息检索指令相匹配，所述blast选项与所述生物信息分析指令相匹配。

10.根据权利要求9所述的耐药基因数据平台的多维数据展示系统，其特征在于，所述系统还包括：

中英文切换控制模块，用于当用户点击所述中英文切换按钮时，控制在所述耐药基因数据平台的数据库中调用预先生成的目标语言版本，并将当前所述耐药基因数据平台的首页显示界面切换为所述目标语言版本。