[發明專利]腸道微生態的標志物組合、輔助診斷模型及其應用

在審

• 申請號: 202110192133.3
• 申請日: 2021-02-19
• 公開（公告）號: CN112852916A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 王普清;毛良偉
• 申請（專利權）人: 王普清
• 主分類號: C12Q1/10
• 分類號: C12Q1/10;C12Q1/06;C12Q1/04;C12Q1/689;G16B40/20;G16B40/00;G16B20/00;G16B45/00;G16B25/20;G16H50/20;G16H50/30;C12R1/22;C12R1/01
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 王衛彬;黃益澍

1.一種腸道微生態的標志物組合，其特征是，所述標志物組合包括以下微生物：斯卡多維亞菌屬(Scardovia)、瘤胃菌屬(未命名)(Ruminococcaceae noname)、嗜膽菌屬(Bilophila)、擬桿菌屬(Bacteroides)、孿生球菌屬(Gemella)、另枝菌屬(Alistipes)、草酸桿菌屬(Oxalobacter)、索拉桿菌屬(Solobacterium)、雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)和梭菌屬(未命名)(Clostridiales noname)。

2.如權利要求1所述的標志物組合，其特征是，所述標志物組合還包括：羅斯氏菌屬(Roseburia)、厭氧棒狀菌屬(Anaerostipes)、副沙門氏菌屬(Parasutterella)、巨單胞菌屬(Megamonas)、克雷伯氏菌屬(Klebsiella)、丁酸單胞菌屬(Butyricimonas)、柯林斯菌屬(Collinsella)、志賀氏菌屬(Shigella)、罕見小球菌屬(Subdoligranulum)和黃桿菌屬(Flavonifractor)。

3.一種試劑組合，其特征是，所述試劑組合包括能夠檢測如權利要求1或2所述的標志物組合的試劑，例如PCR用試劑或測序用試劑；較佳地，所述試劑組合還包括如權利要求1或2所述的標志物組合。

4.如權利要求1或2所述的標志物組合或如權利要求3所述的試劑組合在制備診斷帕金森病的診斷劑中的用途。

5.一種輔助診斷模型，其特征是，其包括：

(1)輸入模塊，所述輸入模塊用于輸入待測樣本的微生物分類學表征和相對豐度的信息，得到基于平均準確度下降方法得到的排名前10或前20的屬的菌群；

(2)處理模塊，所述處理模塊采用隨機森林分類器，調用預測函數，基于(1)中排名前10或前20的屬的菌群對待測樣本的來源進行預測；

其中，所述隨機森林分類器基于已知樣本的微生物分類學表征和相對豐度的信息得到已知樣本的特征菌群；

所述隨機森林分類器的定義如下：randomForest(class～.,data＝train_df,ntree＝1000,nPerm＝50,mtry＝floor(sqrt(ncol(train_df)-1)),proximity＝T,importance＝T)；其中，class為所述已知樣本的微生物分類學表征和相對豐度的信息的數據集；

所述預測函數的定義如下：predict(rf,newdata＝test_df,type＝response)；其中，test_df為(1)中的所述信息；

較佳地，所述特征菌群為由基于平均準確度下降方法得到的排名前10的屬組成的菌群；和/或，所述已知樣本和待測樣本的微生物分類學表征和相對豐度的信息通過微生組宏基因組分析例如MetaPhlAn2獲得；

更佳地，所述特征菌群為由基于平均準確度下降方法得到的排名前20的屬組成的菌群；

進一步更佳地，所述待測樣本為糞便，例如來自湖北襄陽地區受試者的糞便。

6.如權利要求5所述的輔助診斷模型，其特征是，還包括(0)預處理模塊，和/或(3)輸出模塊，所述預處理模塊對樣本的DNA進行提取、文庫構建和測序，得到樣本的DNA的宏基因組原始讀數并除噪，并將除噪后的信息傳遞至所述輸入模塊；所述輸出模塊用于輸出所述處理模塊的預測結果；

其中，所述除噪是指：對所述宏基因組原始讀數進行質檢，并修剪低質量序列，得到待測樣本的微生物DNA的宏基因組讀數；

較佳地，所述質檢通過二代測序質控軟件例如FastQC、SolexaQA或PRINSEQ實現；和/或，所述修剪低質量序列通過宏基因組測序質控軟件例如KneadData實現；

更佳地，所述kneadData的參數設置為：“SLIDINGWINDOW：4：20MINLEN：50”；和/或，所述的除噪還包括：在修剪低質量序列后刪除不需要的人類DNA讀數，所述刪除不需要的人類DNA讀數的參數為“--very-sensitive--dovetail”。