[發(fā)明專利]代謝路徑查詢方法、裝置、設(shè)備和存儲介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2022-11-21
• 公開（公告）號: CN115712643A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周易;高欣
• 申請（專利權(quán)）人: 百圖生科（蘇州）智能科技有限公司
• 主分類號: G06F16/245
• 分類號: G06F16/245;G06F16/28;G06F16/901;G16B5/00;G16B20/00
• 代理公司: 北京植眾德本知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 16083
• 代理人: 高秀娟

本發(fā)明提供一種代謝路徑查詢方法、裝置、設(shè)備和存儲介質(zhì)。該方法的一種具體實施方式包括：獲取待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)和待查詢實體名稱；將上述待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)映射到預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)中的實體節(jié)點，上述預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)包括至少兩個實體節(jié)點，其中，每個實體節(jié)點對應(yīng)有實體節(jié)點類型；基于上述預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)和與上述待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)映射的各實體節(jié)點，生成映射后代謝網(wǎng)絡(luò)；在上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中查詢以上述待查詢實體名稱對應(yīng)的實體節(jié)點為起點的代謝路徑。該方法實現(xiàn)了在圖數(shù)據(jù)庫中對代謝路徑進行查詢，并具有良好的準確率和效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)查詢領(lǐng)域，尤其涉及代謝路徑查詢方法、裝置、設(shè)備和存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，建立行之有效的信息系統(tǒng)以充分有效地管理和利用各類信息資源，是進行科學(xué)研究和決策管理的前提條件，因此，作為信息系統(tǒng)核心和基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。

在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，系統(tǒng)生物學(xué)中一大重要任務(wù)為對生物化學(xué)反應(yīng)的解析、注釋和連接。隨著已知生化反應(yīng)數(shù)量的增長，傳統(tǒng)研究代謝反應(yīng)通路的手段逐漸無法滿足需求。Human-GEM等基因組規(guī)模代謝模型的構(gòu)建推進了計算生物學(xué)對于代謝反應(yīng)的模擬，但類似模型仍需要大量人工整理和維護，且不同模型之間由于格式規(guī)范不統(tǒng)一很難整合分析。此外，近年來基因組學(xué)、代謝組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)等技術(shù)手段的發(fā)展和數(shù)據(jù)規(guī)模的增長使得多種疾病的早期檢測成為可能。因此，開發(fā)用于對多組學(xué)數(shù)據(jù)在代謝反應(yīng)通路上的映射和整合分析，特別是查詢代謝路徑的方法迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種代謝路徑查詢方法，可用于解決相關(guān)技術(shù)中查詢效率低、運算時間長的問題。

第一方面，本發(fā)明的實施例提供了一種代謝路徑查詢方法，上述方法包括：獲取待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)和待查詢實體名稱；將上述待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)映射到預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)中的實體節(jié)點，上述預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)包括至少兩個實體節(jié)點，其中，每個實體節(jié)點對應(yīng)有實體節(jié)點類型；基于上述預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)和與上述待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)映射的各實體節(jié)點，生成映射后代謝網(wǎng)絡(luò)；在上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中查詢以上述待查詢實體名稱對應(yīng)的實體節(jié)點為起點的代謝路徑。

在一些可選的實施方式中，在上述生成映射后代謝網(wǎng)絡(luò)之后，上述方法還包括：計算上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點類型為反應(yīng)節(jié)點的實體節(jié)點的反應(yīng)活性水平；以及上述在上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中查詢以上述待查詢實體名稱對應(yīng)的實體節(jié)點為起點的代謝路徑之后，上述方法還包括：對于查詢到的每條代謝路徑，執(zhí)行以下路徑評分計算操作：基于該條代謝路徑的起始代謝物節(jié)點與終止代謝物節(jié)點之間的相似度，確定該條代謝路徑的第一指標值；基于該條代謝路徑中的反應(yīng)節(jié)點對應(yīng)的反應(yīng)活性水平，確定該條代謝路徑的第二指標值；基于該條代謝路徑的路徑長度，確定該條代謝路徑的第三指標值；按照第一預(yù)設(shè)權(quán)重、第二預(yù)設(shè)權(quán)重和第三預(yù)設(shè)權(quán)重對該條代謝路徑的第一指標值、第二指標值和第三指標值進行加權(quán)求和，得到該條代謝路徑的路徑評分。

在一些可選的實施方式中，上述方法還包括：將查詢得到的各代謝路徑中路徑評分滿足預(yù)設(shè)評分條件的代謝路徑確定為查詢結(jié)果代謝路徑；輸出各上述查詢結(jié)果代謝路徑。

在一些可選的實施方式中，上述代謝網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點和節(jié)點間的連接關(guān)系，其中，多個上述節(jié)點之間基于上述預(yù)設(shè)實體關(guān)系有方向地相連，其中，上述節(jié)點類型包括：反應(yīng)節(jié)點、通路節(jié)點、代謝物節(jié)點、基因產(chǎn)物節(jié)點、基因產(chǎn)物組節(jié)點、基因產(chǎn)物復(fù)合體節(jié)點、細胞區(qū)室節(jié)點、引文節(jié)點、物種節(jié)點、額外信息節(jié)點。