一种受扰动代谢通路确定方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种受扰动代谢通路确定方法及系统，包括：获取待测生物样本；采用高通量分析技术和谱数据处理方法对生物样本进行分析和处理，得健康和异常生物样本代谢物的浓度集合；计算健康生物样本代谢物集合中任意两种代谢物的健康生物样本浓度比值对数，得健康生物样本浓度比值对数集；同理得异常生物样本浓度比值对数集；根据上述浓度比值对数集确定偏离系数集；根据偏离系数集确定代谢物的扰动矩阵；获取通路隶属矩阵；根据代谢物的扰动矩阵和通路隶属矩阵确定代谢通路扰动矩阵；采用单边T检验对代谢通路扰动矩阵分析，确定受扰动代谢通路。通过本发明专利技术上述方法能准确获取显著受扰动的疾病代谢通路，降低生物样品的个体间差异对于通路识别的影响。

A method and system for determining disturbed metabolic pathways

【技术实现步骤摘要】
一种受扰动代谢通路确定方法及系统
本专利技术涉及代谢通路分析
，特别是涉及一种受扰动代谢通路确定方法及系统。
技术介绍
代谢组学方法是一种借助高通量、高灵敏度与高精度的现代分析技术，通过研究代谢系统复杂的、动态的变化规律，对研究对象的生理病理状态进行较为详尽的分析。近年来，随着代谢组学技术和相应的数据分析技术的飞速发展，对生物代谢通路的研究以及对其与疾病相关的代谢组学研究也取得了快速的发展。在疾病的发展过程中，通常伴随着一些重要代谢通路的扰动受损，鉴定与特定疾病相关的受扰动代谢通路，对研究疾病的发生过程具有重要意义，且由于受扰动代谢通路可作为药物作用靶点，进而对疾病进行有效的治疗，因此对代谢通路的研究是发展个性化疾病诊疗的关键之一，同时可为探索疾病的发病机制和药物作用靶点提供重要线索。近年来，研究者提出一些代谢通路分析方法，如代谢组学领域常用软件MetaboAnalyst(http://www.metaboanalyst.ca)中的通路分析模块MPEA(metabolitepathwayenrichmentanalysis)。这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种受扰动代谢通路确定方法，其特征在于，所述受扰动代谢通路确定方法包括：/n获取待测生物样本；所述待测生物样本包括多个异常生物样本和多个健康生物样本；/n采用高通量分析技术和谱数据处理方法分别对所述健康生物样本和所述异常生物样本进行分析，得到健康生物样本代谢物的浓度集合以及异常生物样本代谢物的浓度集合；所述健康生物样本代谢物集合以及所述异常生物样本代谢物集合中均包括多种代谢物的浓度；/n计算所述健康生物样本代谢物集合中任意两种代谢物的浓度比值对数，得到健康生物样本中代谢物浓度比值对数集；/n计算所述异常生物样本代谢物集合中任意两种代谢物的浓度比值对数，得到异常生物样本中代谢物浓度比值对数集...

【技术特征摘要】
1.一种受扰动代谢通路确定方法，其特征在于，所述受扰动代谢通路确定方法包括：
获取待测生物样本；所述待测生物样本包括多个异常生物样本和多个健康生物样本；
采用高通量分析技术和谱数据处理方法分别对所述健康生物样本和所述异常生物样本进行分析，得到健康生物样本代谢物的浓度集合以及异常生物样本代谢物的浓度集合；所述健康生物样本代谢物集合以及所述异常生物样本代谢物集合中均包括多种代谢物的浓度；
计算所述健康生物样本代谢物集合中任意两种代谢物的浓度比值对数，得到健康生物样本中代谢物浓度比值对数集；
计算所述异常生物样本代谢物集合中任意两种代谢物的浓度比值对数，得到异常生物样本中代谢物浓度比值对数集；
根据所述健康生物样本中代谢物浓度比值对数集和所述异常生物样本中代谢物浓度比值对数集确定偏离系数集；所述偏离系数集中包括多个偏离系数；
根据所述偏离系数集确定代谢物的扰动矩阵；所述代谢物的扰动矩阵包括每个所述异常生物样本中每种代谢物的扰动以及每个所述健康生物样本中每种代谢物的扰动；
获取生物样本代谢物集合中每种代谢物的通路隶属矩阵；所述生物样本代谢物集合包括所述健康生物样本代谢物集合以及所述异常生物样本代谢物集合；
根据所述代谢物的扰动矩阵和所述代谢物的通路隶属矩阵确定代谢通路扰动矩阵；
采用单边T检验对所述代谢通路扰动矩阵进行分析，确定所述异常生物样本相对于所述健康生物样本的受扰动代谢通路。


2.根据权利要求1所述的受扰动代谢通路确定方法，其特征在于，所述根据所述健康生物样本中代谢物浓度比值对数集和所述异常生物样本中代谢物浓度比值对数集确定偏离系数集，具体包括：
根据所述健康生物样本中代谢物浓度比值对数集中的健康生物样本的代谢物浓度比值对数计算生物样本代谢物集合中任意两种代谢物浓度比值的平均值和标准差值；
根据所述平均值、所述标准差值以及生物样本浓度比值对数，采用公式确定偏离系数；其中，Zi,(a,b)表示生物样本i中代谢物a和代谢物b的偏离系数，ri,(a,b)表示生物样本i中代谢物a和代谢物b的浓度比值对数，rj,(a,b)表示健康生物样本j中代谢物a和代谢物b的浓度比值对数，mean(·)表示平均值运算符，std(·)表示标准差值运算符，G2表示健康生物样本集。


3.根据权利要求1所述的受扰动代谢通路确定方法，其特征在于，所述根据所述偏离系数集确定代谢物的扰动矩阵，具体包括：
获取偏离系数阈值；
确定所述偏离系数集中大于所述偏离系数阈值的偏离系数的个数作为扰动强度；
根据代谢物的类别数量、所述健康生物样本的样本个数、所述异常生物样本的样本个数以及所述偏离系数确定扰动强度阈值；
将所述扰动强度和所述扰动强度阈值进行比较，根据比较结果确定代谢物的扰动矩阵。


4.根据权利要求1所述的受扰动代谢通路确定方法，其特征在于，所述根据所述代谢物的扰动矩阵和所述代谢物的通路隶属矩阵确定代谢通路扰动矩阵，具体包括：
采用公式QN*P＝CN*MHM*P确定代谢通路扰动矩阵，其中，QN*P表示所述代谢通路扰动矩阵，CN*M表示所述代谢物的扰动矩阵，HM*P表示所述代谢物的通路隶属矩阵，N表示生物样本的个数，M表示代谢物的类别个数，P表示代谢通路个数。


5.一种受扰动代谢通路确定系统，其特征在于，所述受扰动代谢通路确定系统包括：
待测生物样本获取模块，用于获取待测生物样本；所述待测生物样本包括多个异常生物样...

【专利技术属性】
技术研发人员：董继扬，张璇，邓伶莉，许晶晶，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35