[發(fā)明專(zhuān)利]一種藥物代謝酶檢測(cè)基因芯片探針的智能設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410346282.0
• 申請(qǐng)日: 2014-07-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104156632A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐瑞龍;伯曉晨;楊寧敏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 金華市中心醫(yī)院
• 主分類(lèi)號(hào): G06F19/18
• 分類(lèi)號(hào): G06F19/18;G06F19/28
• 代理公司: 金華科源專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33103
• 代理人: 胡杰平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，是一種藥物代謝酶檢測(cè)基因芯片探針的智能設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

藥物不良反應(yīng)在臨床醫(yī)療及制藥行業(yè)中造成的危害極大，而藥物反應(yīng)個(gè)體差異是導(dǎo)致藥物不良反應(yīng)發(fā)生的重要原因。這種差異可能是由遺傳、環(huán)境、疾病狀態(tài)或飲食結(jié)構(gòu)等諸多因素引起的。其中基因(遺傳)多態(tài)性是導(dǎo)致藥物代謝個(gè)體差異的較為常見(jiàn)且不可調(diào)控的因素。認(rèn)識(shí)和闡明藥物反應(yīng)個(gè)體差異和群體間差異的產(chǎn)生機(jī)制是提高藥物療效、改善人們生活質(zhì)量的重要課題。藥物基因組學(xué)的任務(wù)就是闡明遺傳在機(jī)體對(duì)藥物和外源性物質(zhì)反應(yīng)個(gè)體差異中的作用，特別是著重運(yùn)用基因組序列和序列變異的信息來(lái)闡明藥物反應(yīng)個(gè)體差異的發(fā)生機(jī)制。藥物基因組學(xué)在臨床藥物治療學(xué)和新藥開(kāi)發(fā)中具有重要的意義。基因芯片(寡核苷酸微陣列)技術(shù)為現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究和探索提供了強(qiáng)大的、高通量的資料獲取與分析的技術(shù)平臺(tái)，并在藥物基因組學(xué)研究中得到重要的應(yīng)用。

細(xì)胞色素氧化酶P450(CYP450)是人體內(nèi)一類(lèi)參與內(nèi)源性和外源性化合物代謝的重要代謝酶，代謝活化許多種藥物、前致癌物、前毒物和致變劑。大約有60％的藥物主要是由依賴(lài)CYP450s的代謝作用清除的。在CYP450酶系中，CYP4501～3家族得到了廣泛而深入的研究，其功能和性質(zhì)的研究尤為引人關(guān)注。

為此，本發(fā)明提出一種智能方法，尤其是一種細(xì)胞色素氧化酶P450(CYP450)檢測(cè)基因芯片探針的智能方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能簡(jiǎn)單、方便、快捷一種藥物代謝酶檢測(cè)基因芯片探針的智能設(shè)計(jì)方法，從而對(duì)藥物代謝酶檢測(cè)探針進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，解決藥物代謝酶不同基因型分類(lèi)的檢測(cè)難題。

通常，在一種定量分析優(yōu)化設(shè)計(jì)方法中，最優(yōu)化的探針組計(jì)算需經(jīng)過(guò)如下步驟：序列中的啟發(fā)式信息對(duì)雜交位點(diǎn)特異性的量化估計(jì)、探針雜交位點(diǎn)相對(duì)保守性分布的預(yù)處理、特異性探針的隨機(jī)挑選、探針組分類(lèi)精度的評(píng)價(jià)、探針的優(yōu)化篩選設(shè)計(jì)。

為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種定量分析設(shè)計(jì)藥物代謝酶檢測(cè)基因芯片探針的智能方法，其特征在于：結(jié)合RDP核糖體數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)定量分析藥物代謝酶基因序列各位點(diǎn)的特異性和保守性，以評(píng)估該位點(diǎn)作為設(shè)計(jì)探針的可行性，通過(guò)對(duì)探針組的優(yōu)化選擇和對(duì)其分類(lèi)精度的評(píng)價(jià)，給出最優(yōu)化層級(jí)分類(lèi)的探針組設(shè)計(jì)組合。

本發(fā)明所述的RDP核糖體數(shù)據(jù)庫(kù)包含多種生物分子16S?rRNA基因序列數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析，每一類(lèi)別數(shù)據(jù)具有相似的類(lèi)型。

本發(fā)明所述的16S?rRNA基因序列各位點(diǎn)的特異性和保守性定量分析包括下列步驟：

1)、接收來(lái)自計(jì)算機(jī)終端輸入的16SrRNA基因序列數(shù)據(jù)，進(jìn)行多序列比對(duì)，確保比對(duì)后的序列長(zhǎng)度保持一致；

2)采用相對(duì)熵方法計(jì)算評(píng)估待分析序列位點(diǎn)的保守性；

3)采用最近鄰方法估計(jì)探針的雜交反應(yīng)的熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算熔化溫度以評(píng)估探針序列的特異性。

本發(fā)明所述的探針組的分類(lèi)精度評(píng)價(jià)計(jì)算包括下列步驟：

1)計(jì)算觀察個(gè)體P_g,d中所有探針和S集合靶序列的匹配程度，可以獲得兩組集合S_PM和S'_PM；

2)計(jì)算S_PM集合的基數(shù)及S'_PM集合的基數(shù)；

3)根據(jù)上述計(jì)算通過(guò)分類(lèi)準(zhǔn)確率計(jì)算公式，獲得一個(gè)分類(lèi)準(zhǔn)確率的評(píng)分值。

本發(fā)明所述的探針組的優(yōu)化選擇的計(jì)算包括下列步驟：

1)接收來(lái)自計(jì)算機(jī)終端輸入的比對(duì)后序列數(shù)據(jù)，并計(jì)算相關(guān)的輸入?yún)?shù)；

2)初始種群，根據(jù)所建立的適應(yīng)度函數(shù)，計(jì)算個(gè)體適應(yīng)值，根據(jù)個(gè)體的適應(yīng)值大小，優(yōu)先選擇適應(yīng)值較大的個(gè)體進(jìn)入交叉、變異過(guò)程，以一定的概率進(jìn)行交叉、變異操作，反復(fù)迭代以上過(guò)程，當(dāng)個(gè)體適應(yīng)度函數(shù)若干代后不再變化，停止循環(huán)，獲得最優(yōu)探針集合。