[發明專利]一種基于多基因表達特征譜的胃癌個性化預后評估方法

有效

• 申請號: 201810440931.1
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108470111B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 黃京飛;李文興;李功華;趙旭東;代紹興
• 申請（專利權）人: 中國科學院昆明動物研究所
• 主分類號: G16H50/30
• 分類號: G16H50/30;G16B20/00
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

1.一種基于多基因表達特征譜的胃癌個性化預后評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、獲取胃癌預后風險基因列表與基因權重；

步驟2、利用胃癌患者腫瘤組織轉錄組和生存數據構建預后評估模型；

步驟3、根據胃癌患者腫瘤組織的基因表達譜計算患者的風險得分；

步驟4、根據患者的風險得分計算患者每年的生存概率；

所述步驟1中的獲取胃癌預后風險基因列表與基因權重具體為：

步驟1.1、從Genomic Data Commons Data Portal數據庫中下載胃癌患者腫瘤組織和癌旁組織轉錄組數據以及臨床數據，獲得胃癌患者腫瘤組織基因表達譜FPKM數值，進行對數轉換；

步驟1.2、設總樣本數為m，將所有樣本根據其基因表達值的三分位數分為三組，其中，基因表達值是指步驟1.1中獲得的FPKM數值，用V表示，對第i個基因記為V_i，利用Cox比例風險模型計算第三分組相比第一分組的生存風險，得出第i個基因的風險比HRi和P值，即得出每一個基因的風險比，定義P值0.05具有顯著性，篩選具有顯著性的生存風險基因，記為N₁；此外，計算每個基因與患者生存天數的相關性，得出每個基因的相關系數r和P值；定義P值0.05具有顯著性，篩選具有顯著性的生存相關基因，記為N₂；將生存風險基因和生存相關基因的交集定義為預后風險基因，記為N，則有：

N＝N₁∩N₂ (1)

步驟1.3、根據第i個基因的風險比計算第i個基因的權重W_i，計算公式為：

這樣就計算得到每一個基因的權重，最終得到的胃癌預后風險基因列表與基因權重；

所述的胃癌預后風險基因列表與基因權重如下表：

所述步驟2中的利用胃癌患者腫瘤組織轉錄組和生存數據構建預后評估模型具體為：

步驟2.1、定義基因表達值為V，根據第i個基因在第j個樣本中的表達值和權重計算第i個患者的風險得分S_j；

其中，j表示樣本編號，V_ij表示第i個基因在第j個樣本中的表達值；

步驟2.2、將所有胃癌患者樣本按照風險得分從低到高排序，使用滑動窗口模型對每50個樣本計算平均風險得分計算公式為：

其中j+49表示從樣本j開始計數的后50個樣本；

步驟2.3、使用Weibull分布對50個樣本的生存數據進行曲線擬合，Weibull分布的概率密度函數為：

其中k＞0是形狀(shape)參數，λ＞0是分布的比例(scale)參數；

步驟2.4、對每50個樣本計算出所對應的k_j和λ_j；k_j為一個固定的數值，均值為：

其中，k_j為第j個樣本到第j+49個樣本生存曲線Weibull分布的形狀參數；

定義λ_j與的函數關系為：

其中，λ_j表示第j個樣本到第j+49個樣本生存曲線Weibull分布的比例參數；

其中e為自然對數的底，α、β為函數的參數，對上式取對數可得：

其中logλ_j與為線性關系，通過線性擬合求解；

根據平均風險得分與Weibull分布參數λ_j的擬合曲線，得出的函數關系為：

將代入該函數得出預測的λ_j′，λ_j′為用該函數計算出的預期分布參數，計算λ_j與λ_j′的相關性得相關系數R²＝0.895，P值＝3.95E-51；

所述步驟3中的根據胃癌患者腫瘤組織的基因表達譜計算患者的風險得分具體為：獲取胃癌患者腫瘤組織的第i個基因表達譜的FPKM數值，記為：V_i；表1中第i個基因對應的權重記為：W_i；患者風險得分記為：S；計算公式為：

其中i為基因編號，n為表1中列出的基因個數。

2.根據權利要求1所述的預后評估方法，其特征在于，所述步驟4中的根據患者的風險得分計算患者每年的生存概率具體為：將患者的風險得分S帶入Weibull分布的累積分布函數得出該患者的存活概率函數為：

其中t為時間，α、β、S、均為固定參數。