[發(fā)明專利]一種人體腸道健康狀態(tài)的特征表達(dá)方法及其評(píng)估方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110255643.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN112992351A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曉春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西愛生生命科技有限公司
• 主分類號(hào): G16H50/30
• 分類號(hào): G16H50/30;G16H50/70
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 覃迎峰

本發(fā)明提供了一種人體腸道健康狀態(tài)的特征表達(dá)方法及其評(píng)估方法，其中人體腸道健康狀態(tài)的特征表達(dá)方法包括：準(zhǔn)備A組樣本和B組樣本；計(jì)算各個(gè)菌種在A組樣本和B組樣本的頻率和相對(duì)豐度，得到A組樣本的優(yōu)勢(shì)菌集合GA和B組樣本的優(yōu)勢(shì)菌集合GB；根據(jù)輸入樣本的各個(gè)菌種的相對(duì)豐度，得到輸入樣本的alpha多樣性參數(shù)；通過A組樣本的聚類中心點(diǎn)和聚類半徑等計(jì)算輸入樣本與A組樣本的相似度；通過輸入樣本中輸入樣本中優(yōu)勢(shì)菌集合GA的集體豐度以及輸入樣本中優(yōu)勢(shì)菌集合GB的集體豐度得到輸入樣本的健康系數(shù)。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可以對(duì)一些具體研究領(lǐng)域的健康狀況進(jìn)行定量分析和評(píng)估，從而讓客戶更好地了解自己的身體健康狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生命科學(xué)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種人體腸道健康狀態(tài)的特征表達(dá)方法及其評(píng)估方法。

背景技術(shù)

人體內(nèi)的腸道微生態(tài)環(huán)境和大量復(fù)雜的慢性疾病有關(guān)，如腸道微生物和癌癥、自身免疫疾病和代謝綜合癥之間存在聯(lián)系。國內(nèi)外的大量研究發(fā)現(xiàn)腸道微生物可用于闡明大量疾病的病理機(jī)制，也可被用于開發(fā)一些頑固疾病的干預(yù)策略。由于人類攝入的食品飲料在進(jìn)入血液代謝之前要經(jīng)過腸道微生物環(huán)境的預(yù)處理，人體內(nèi)的腸道環(huán)境可能在宿主健康和疾病中發(fā)揮重要作用，這一領(lǐng)域的深入研究和知識(shí)轉(zhuǎn)化有利于開發(fā)新型的分析測(cè)試或定量方法，例如可以根據(jù)腸道微生物的豐度指標(biāo)描述宿主的健康狀況。事實(shí)上目前用腸道菌群作為標(biāo)志物進(jìn)行健康檢測(cè)，是菌群轉(zhuǎn)化研究的熱點(diǎn)之一。

目前的腸道微生物學(xué)在開發(fā)基于無創(chuàng)型糞便的測(cè)試、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)健康方面有望發(fā)揮重要作用。人們可以通過持續(xù)監(jiān)測(cè)自己的腸道微生物豐度的顯著變化或異常，或者通過把自己的腸道微生物檢測(cè)結(jié)果和健康組基線數(shù)據(jù)比較，來進(jìn)一步了解自己的身體健康狀態(tài)，從而選擇適合自己的健康干預(yù)方式；但是對(duì)于個(gè)體的健康狀況，并不能給出定量的分析評(píng)價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種人體腸道健康狀態(tài)的特征表達(dá)方法及其評(píng)估方法，提供了一種多角度優(yōu)勢(shì)菌群的篩選方案，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建用于描述人體腸道健康狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型，該方法有利于腸道微生物標(biāo)志物的篩選，并對(duì)一些具體研究領(lǐng)域的健康狀況做定量分析描述。

對(duì)此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種人體腸道健康狀態(tài)的特征表達(dá)方法，其特征在于，其包括：

步驟S1，準(zhǔn)備A組樣本和B組樣本，其中A組樣本中每種菌種的平均相對(duì)豐度小于θ_Ar，并含有長(zhǎng)壽高齡樣本，B組樣本存在平均相對(duì)豐度大于θ_Br的菌種；

步驟S2，計(jì)算各個(gè)菌種在A組樣本和B組樣本的頻率和相對(duì)豐度，得到A組樣本的優(yōu)勢(shì)菌集合GA和B組樣本的優(yōu)勢(shì)菌集合GB；

步驟S3，根據(jù)輸入樣本的各個(gè)菌種的相對(duì)豐度，得到輸入樣本的alpha多樣性參數(shù)；

步驟S4，根據(jù)A組中各個(gè)樣本不同菌種的相對(duì)豐度，得到A組樣本的聚類中心點(diǎn)和聚類半徑radius_A；并根據(jù)輸入樣本的不同菌種的相對(duì)豐度，計(jì)算輸入樣本和A組各樣本的歐氏距離，得到輸入樣本與A組樣本的歐氏距離最小值min_A_distance；計(jì)算輸入樣本和B組各樣本的歐氏距離，得到輸入樣本與B組樣本的歐氏距離最小值min_B_distance；

若min_A_distancemin_B_distance，則采用如下公式計(jì)算得到相似度similarity；

similarity＝(radius_A-distance)/radius_A；

其中，distance為輸入樣本與A組樣本的聚類中心點(diǎn)的歐式距離；similarity最大值為1，也可以為負(fù)值，負(fù)值表示不相似。

若min_A_distance≥min_B_distance，則similarity＝0；