Nextclade Docker镜像文档

镜像概述和主要用途

Nextclade是Nextstrain项目开发的开源生物信息学工具，专注于病毒基因组的快速分析。其核心功能包括基因组比对、突变检测、进化分支（Clade）分配、质量检查及系统发育定位，旨在为研究人员和公共卫生机构提供高效的病毒基因组数据分析能力，支持疫情监测、病毒进化研究及变异趋势追踪。

核心功能和特性

• 病毒基因组比对：将输入序列与参考基因组进行精准比对，生成标准化比对结果。
• 突变检测：识别核苷酸替换、插入、缺失及氨基酸突变，支持突变频率统计。
• 进化分支分配：基于基因组突变模式，自动将序列分配至已知进化分支（如SARS-CoV-2的BA.2、XBB等）。
• 质量检查：评估序列覆盖度、缺失比例、异常突变等指标，筛选低质量序列以保证分析可靠性。
• 系统发育定位：将输入序列嵌入参考系统发育树，直观展示其进化关系和位置。
• 丰富支持资源：提供详细官方文档（[***]

使用场景和适用范围

• 病毒基因组研究人员：分析SARS-CoV-2、流感病毒等RNA病毒的基因组数据，获取突变谱和进化信息。
• 公共卫生机构：实时监测病毒变异趋势，评估新变异株的分支归属及潜在传播风险。
• 疫情响应团队：快速处理大规模序列数据（如GISAID/GenBank提交序列），支持疫情动态追踪。
• 科研与教育机构：用于病毒进化生物学教学、病毒变异机制研究及跨实验室数据标准化分析。

使用方法和配置说明

前提条件

• 已安装Docker引擎（参考Docker官方文档）。
• 准备输入数据：病毒基因组序列文件（FASTA格式），建议包含完整基因组序列（避免片段序列影响质量评估）。

获取镜像

官方Docker镜像可通过Docker Hub或GitHub Container Registry获取，推荐使用最新稳定版：

docker pull nextstrain/nextclade:latest

基本使用示例（docker run）

1. 准备工作目录

mkdir -p nextclade_workspace/{input,output}
# 将输入FASTA文件（如samples.fasta）放入input目录

2. 运行基础分析命令

以下示例以SARS-CoV-2数据集为例，输出结果至本地output目录：

docker run --rm \
  -v $(pwd)/nextclade_workspace/input:/input \
  -v $(pwd)/nextclade_workspace/output:/output \
  nextstrain/nextclade run \
  --input-dataset sars-cov-2 \  # 指定参考数据集（支持多种病毒，如influenza-a-h3n2）
  --input-fasta /input/samples.fasta \  # 输入FASTA文件路径
  --output-dir /output \  # 输出结果根目录
  --output-tsv /output/results.tsv \  # TSV格式结果表（含突变、分支、质量等信息）
  --output-tree /output/tree.json  # 系统发育树（JSON格式，支持Nextclade Web可视化）

关键配置参数说明

进阶配置：Docker Compose示例

对于需重复运行或复杂参数配置的场景，可使用docker-compose.yml简化操作：

version: '3'
services:
  nextclade:
    image: nextstrain/nextclade:latest
    volumes:
      - ./input:/input       # 本地输入目录挂载
      - ./output:/output     # 本地输出目录挂载
    command: >
      run
      --input-dataset sars-cov-2
      --input-fasta /input/samples.fasta
      --output-dir /output
      --output-tsv /output/results.tsv
      --output-tree /output/tree.json
      --verbose

运行命令：

docker-compose up

分析结果说明

输出目录典型文件说明：

• results.tsv：核心结果表，包含序列ID、进化分支（Clade）、突变列表（核苷酸/氨基酸）、质量评分（如qc.overallScore）等；
• tree.json：系统发育树数据，可通过Nextclade Web界面（[***]
• aligned.fasta：输入序列与参考基因组的比对结果（FASTA格式）；
• errors.csv：异常序列日志（如低质量序列、长度异常序列的具体错误原因）。

查看帮助信息

获取完整参数列表及说明：

docker run --rm nextstrain/nextclade run --help

参考资源

• 官方文档：[***]
• 源代码：[***]
• 发布版本：[***]
• Web界面：[***]