用于表征拓扑网络扰动的系统和方法技术方案

这里公开用于确定生物系统的网络模型中的节点的度量的系统、计算机化方法和产品。这些系统和计算机化方法可被用于基于生物系统中的实体的子集的测量的活动数据量化生物系统对一个或更多个扰动的响应。基于活动数据和生物系统的网络模型，导出代表节点在网络中的相对重要性的中心度值。中心度值被用于表征网络中的拓扑扰动，这些拓扑扰动诸如用于执行敏感度分析、可视化生物系统中的扰动的拓扑影响或导出对生物系统对诸如暴露给化学媒介的扰动的响应进行量化的分数。

System and method for characterizing topological network perturbations

Systems, computerized methods and products for determining metrics of a node in a network model of a biological system are disclosed herein. These systems and computerized methods can be used to quantify the response of biological systems to one or more perturbations based on the measurement of activity data based on subsets of entities in biological systems. Based on the active data and the network model of biological system, the centrality value of the relative importance of the representative nodes in the network is derived. The center value is used to represent the network topology in the disturbance, these disturbances such as topology for performing sensitivity analysis and visualization of biological system disturbance effects on biological systems or topology derived to quantify the response such as exposure to chemical medium fraction of disturbance.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
人体经常由于曝露于可能有害的媒介而受到扰动，这在长期可能形成严重的健康风险。曝露于这些媒介可损伤人体内部的生物机制的正常功能。为了理解并量化这些扰动对人体的影响，研究人员研究了生物系统对曝露于媒介的响应机制。一些研究组广泛利用体内动物测试方法，但在从动物测试获得的响应是否可外推到人体上存在疑问。其它方法包括通过志愿人员的临床研究评价风险。但这些风险评价的执行是后验的，并且，由于疾病显露会花费几十年，因此，这些评价不足以阐明关联有害的物质与疾病的机制。另一些方法包括体外实验。虽然体外细胞和基于组织的方法作为它们的基于动物的对应方法的全部或部分替代方法被一般地接受，但这些方法具有有限的价值。由于体外方法关注细胞与组织机构的特定方面，因此它们不总是考虑在整个生物系统中出现的复杂的相互作用。在过去的十年，作为用于阐明许多生物过程的作用机制的手段，出现了结合常规的依赖剂量的效力和毒性化验的核酸、蛋白质和代谢物水平的高产量测量。研究人员尝试将来自这些互异测量的信息与来...

【技术保护点】
一种用于确定生物系统的网络模型中的节点的度量的计算机化方法，包括：在第一处理器处接收与生物系统对媒介的响应对应的一组处理数据，其中，生物系统包含多个生物实体，各生物实体与所述多个生物实体中的至少一个其他生物实体相互作用；在第二处理器处接收与不暴露于媒介的生物系统对应的一组控制数据；在第三处理器处提供代表生物系统的计算因果网络模型，所述网络模型包括：代表生物实体的节点；代表生物实体之间的关系的边，其中，边将相应的第一节点连接到相应的第二节点；和通过第四处理器至少部分地基于所述网络模型来计算节点的子集的扰动指数，其中，扰动指数代表相应节点处的处理数据与控制数据之间的差异和扰动对所述相应节点的活动的...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.26 US 61/527,9461.一种用于确定生物系统的网络模型中的节点的度量的计算机化
方法，包括：
在第一处理器处接收与生物系统对媒介的响应对应的一组处理数
据，其中，生物系统包含多个生物实体，各生物实体与所述多个生物
实体中的至少一个其他生物实体相互作用；
在第二处理器处接收与不暴露于媒介的生物系统对应的一组控制
数据；
在第三处理器处提供代表生物系统的计算因果网络模型，所述网
络模型包括：
代表生物实体的节点；
代表生物实体之间的关系的边，其中，边将相应的第一节点
连接到相应的第二节点；和
通过第四处理器至少部分地基于所述网络模型来计算节点的子集
的扰动指数，其中，扰动指数代表相应节点处的处理数据与控制数据
之间的差异和扰动对所述相应节点的活动的影响程度；
通过第五处理器至少部分地基于扰动指数计算边的转移概率，其
中，边的转移概率代表从相应的第一节点转移到相应的第二节点的可
能性；和
通过第六处理器至少部分地基于所述转移概率生成节点的中心度
值，其中，中心度值代表相应节点在所述网络模型中的相对重要性。
2.根据权利要求1的计算机化方法，其中，扰动指数是相应节点
的下游节点的活动测量的线性组合。
3.根据权利要求1或2的计算机化方法，其中，边的转移概率是
第二节点的扰动指数的线性函数。
4.根据前面的权利要求中的任一项的计算机化方法，还包括通过
第七处理器计算代表随机行走在稳定的状态中访问节点的概率的节点
的均衡概率。
5.根据前面的权利要求中的任一项的计算机化方法，其中，第六
处理器至少部分地基于均衡概率生成中心度值。
6.根据前面的权利要求中的任一项的计算机化方法，其中，第六
处理器至少部分地基于随机行走在对其它节点的连续访问之间对相应
节点的期望访问次数来生成所述相应节点的中心度值。
7.根据前面的权利要求中的任一项的计算机化方法，其中，扰动
指数进一步基于代表相应节点处的处理数据与控制数据之间的差异的
倍数变化值。
8.一种计算机化...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·马丁，A·塞沃尔，
申请(专利权)人：菲利普莫里斯生产公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH