21世纪以来，新发突发病原体引发的流行性疫情是公共安全的主要威胁，严重影响了全球健康可持续发展。特别是冠状病毒的频繁新发、流感病毒变异重组多发和环境中病原体的潜在暴发，让人们意识到全面建立病原学为基础的监测预警平台的重要性。基于对国内公卫领域的病原监测急切需要的了解，微远基因依托多年病原学技术及产品开发经验，结合开创性的变异检测加速算法、多维度病原分子分型数据库、以及新发病原预警模型等关键性分析技术，打造一款本地化、自动化、智能化的微生物基因组快速分析系统Solar System。
该系统围绕病原学监测预警中“识别病原、识别暴发、识别来源”的三大功能性分析方向，专门依据国人的软件使用习惯而设计，提供点选式、全中文的可视化操作界面，一键完成下机数据质控、基因组分析及报告输出等全流程，为全方位病原学监测预警能力的建设，奠定了智能自动化数据分析的坚实基础。
微生物基因组数据分析能力建设，会遇到诸多挑战及困局，面对从繁多分析软件中找到合适的流程，避免公共数据序列污染及错误，保证非专业人员快速掌握生信数据分析能力，以及确保数据安全等一系列问题，如何快速建立全方位病原学监测预警平台的数据分析与处理能力，微远基因“Solar System微生物基因组快速分析系统”将给出详细答案。
新型冠状病毒变异监测场景下，快速完成病毒全长基因组分析、获取精准的变异位点信息、获得新冠分型结果是疫情防控的首要工作。实验室检测时效性非常关键，与新冠病毒赛跑，刻不容缓。
基于变异检测加速算法的新冠快速溯源流程，Solar System能够在1分钟内完成下机数据质控、基因组分析和分型报告的全流程，获得全长基因组序列、突变位点及注释和新冠分型信息，为第一时间响应新冠突变株引起的疫情暴发提供科学的数据支撑。
值得关注的是，近期在2022年PDIS学术会议上，微远基因正式推出“建库+测序+分析”新冠快速溯源综合解决方案，实现在10小时内完成从新冠核酸到分型报告的全流程，完全符合《新型冠状病毒肺炎防控方案（第九版）》中，对于本土疫情中首发、早期病例及流行病学关联病例等阳性样本，需进行全基因组测序，并24小时内开展测序工作的防控要求。
获得单病原全长基因组是进行分型溯源及其他高级分析的基础，根据不同应用场景及样本处理方法，微远基因Solar System提供业内最全面的基因组组装分析流程：
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针对不可培养且有商品化扩增子建库试剂盒的场景，可采用“多重PCR靶向扩增分析”流程，同时该系统可友好兼容各类商品化的扩增子建库试剂盒。
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针对可培养单菌株或单毒株的场景，可采用“培养株全基因组分析”流程。
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针对不可培养且没有商品化建库试剂盒，需要直接进行样本检测的场景，可采用“宏基因组建库分析”流程。
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针对微远基因宏基因组二代测序鉴定软件输出的结果中，目标病原丰度较高的场景，可直接采用“单病原分析-Mars源”流程，通过宏基因组鉴定用的测序下机数据，获取目标病原的全基因组序列，无需重新进行宏基因组建库。这个流程被整合在同一个分析系统中，极大方便了用户使用。
准 30万级参考基因集分型数据库，超100项专属分型生信流程
建立以多维度病原分子分型数据库为基础的识别暴发能力
病原分型对及时发现感染性疾病的暴发流行，准确查明传播媒介，遏制疾病进一步传播至关重要。
微远基因选择近百种公卫关注的重要病原体，每种病原的基因组序列都经过数据清洗、质控、去除错误分类等步骤，然后通过大量文献的数据进行验证，保证分型结果的可靠性，最终构建了专属的分子分型数据库X-Type。
综述数千篇病原分子分型文献，根据各种病原不同的特点，为每一种病原体量身打造专属的分型生信分析流程。其中整合了多种分子分型的方法，包括MLST、cgMLST、wgSNP、Sliding Window(滑窗法)和进化距离法等，提供业内最全面的病原体分子分型数据库及专属生信分析流程。
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比如该数据库中收录的沙门氏菌，是常见的食源性致病菌，极易引起食物中毒，公共卫生意义重大，其血清型分型在病原学检测、菌株分型及常规监测中有着重要作用。X-Type分子分型数据库，包含沙门氏菌O抗原、H抗原和7个管家基因参考序列集，结合Kauffmann-White沙门分型系统进行分析，可对2670种沙门氏菌血清型和7766种ST型进行分析。
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再如脑膜炎奈瑟菌，可引起流行性脑脊髓膜炎，多为隐性感染，病死率较高。数据库中共收录有12个血清群，人类疾病由其中6种（A，B，C，W，X和Y）导致。X-Type分子分型数据库，综合考虑该病原菌的60多个重点基因，能够快速鉴定出病原所属血清群，为公共卫生快速响应提供信息。
- 病毒如HIV，可导致人体不同程度的免疫功能缺陷，未经治疗的感染者可并发各种严重感染和恶性肿瘤，最终导致死亡。它具有极高的突变率与重组率，如果只考虑进化距离将无法鉴定其重组型。X-Type分子分型数据库，使用经过优化的SlidingWindow(滑窗法)对HIV病毒进行精准分型，可同时兼顾碱基突变与流行株间的重组，并对20种HIV亚型及由此衍生的39种不同流行重组型进行分析。
强 2代+3代快速已知病原鉴定，1种新发病原预警模型
快速鉴别新发突发病原体，在疫情早期处理及预警方面具有重要的作用。Solar System内置多种病原鉴定生信分析流程，可利用二代和三代测序数据进行病原鉴定，实现二代高通量测序和三代单分子测序双平台数据分析的组合模式。此外，结合基因融合技术和双重比对算法，使单样本宏基因组鉴定流程从下机数据到病原物种鉴定结果，仅需1分钟，快速应对新发突发传染病疫情。
在更为重要的对于未知病原体的发现与预警方面，Solar System中也推出了业内首个测试版的自动化分析流程“新发冠状病毒分析”，专门针对冠状病毒科中的新物种发现。近年来，冠状病毒科中的新物种频发，如新型冠状病毒，MERS（中东呼吸综合征），SARS等，屡次引起危害社会公共卫生安全的重大急性传染病疫情。
基于快速发现和识别新的冠状病毒，防范冠状病毒新物种的传播，建立新发病原体预警与防控体系的需要，Solar System建立了完整的冠状病毒数据库，并系统性地研究了冠状病毒的分类标准，选择冠状病毒的RdRp、S、E、M和N基因及全基因组序列共6个维度，构建了新发病原预测的AI人工智能模型，并使用大量模拟测试数据进行模型验证，最终获得最优模型，可智能自动化地对冠状病毒科中的新物种进行发现和鉴定。
快速化、自动化、智能化的生信数据分析能力是建立全方位病原学监测预警平台的重要基础，国家也在逐渐加大对传染性疾病的预防与控制、突发公共卫生事件应急处置和报告、食品安全及环境卫生等方面的技术和设施投入，微远基因将继续依托自身创新的病原体检测技术和全国专业化的服务网络，持续打造“全方位病原学监测预警平台”，持续开发Solar System微生物基因组快速分析系统，快速识别病原、识别暴发、识别来源，提供多组学、多技术、多产品的公卫防控综合性解决方案，助力公卫系统病原监测网络的建设，为实现多平台、多领域的数据共享和监测预警体系贡献力量！
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