一種腸道微生物健康評分的構建方法和構建系統技術方案

本發明專利技術公開了一種腸道微生物健康評分的構建方法，涉及腸道微生物技術領域。包括以下步驟：獲取腸道微生物檢測報告樣本，所述腸道微生物檢測報告樣本中記載有一種或多種檢測項目，每一種檢測項目為一級項目和二級項目；計算每一種檢測項目中二級項目的評分；對同屬一級項目的二級項目的評分進行加權求和求得一級項目的評分，并對多個一級項目的評分進行加權求和求得該腸道微生物檢測報告樣本的總評分；取若干份腸道微生物檢測報告樣本的評分，構建評分分布；將待評分的腸道微生物檢測報告代入評分分布，得到其在評分分布中的排序；將所述排序轉化為最終評分。本發明專利技術能夠綜合反應腸道微生物的健康狀況。合反應腸道微生物的健康狀況。合反應腸道微生物的健康狀況。

【技術實現步驟摘要】
一種腸道微生物健康評分的構建方法和構建系統


[0001]本專利技術涉及腸道微生物
，尤其涉及一種腸道微生物健康評分的構建方法和構建系統。

技術介紹

[0002]腸道微生物也稱腸道菌群，是指人體胃腸道內數千種微生物群，按照一定比例組合、相互制約、相互依存，形成的龐大而復雜的微生態系統。腸道菌群重達1.2kg，接近于人體肝臟的重量，具有人體自身不具備的代謝功能，對維持機體健康狀態起重要作用。腸道微生物與人類相互作用，它們參與物質的代謝和吸收，如碳水化合物代謝、脂肪代謝和維生素合成等，進而影響機體的代謝過程。在正常情況下，腸道菌群與人體內外環境始終維持著動態平衡，腸道菌群的種類和數量是相對穩定的。然而，當腸道菌群受到外界環境、飲食習慣等的影響而失衡時，會導致多種疾病的發生，進而對機體的健康產生威脅。研究表明，腸道微生物結構的改變與糖尿病、肥胖癥、炎癥性腸病、類風濕性關節炎、自閉癥、抑郁癥、心血管疾病、腫瘤等多種疾病的發生、發展有著重要聯系。
[0003]因此，腸道菌群檢測除了可以獲知包括腸道微生物分型、腸道微生物多樣性、食源性致病菌、條件致病菌、益生菌、營養代謝功能和抗生素耐藥基因等基本組成和功能外，也可以評估一些疾病的發病風險及趨勢。然而腸道菌群和疾病的相關研究通常只是單一疾病的患者和健康對照之間的橫向比較，雖然已經可以從多個側面評估腸道菌群的健康程度，但是難以評估腸道菌群的總體平衡狀態。對于“健康的腸道菌群”組成的科學研究相對較新，還需要更深入的科學探索。
[0004]2020年梅奧診所在《nature communications》發表了一項新的研究，提出了腸道微生物健康指數(GMHI)的概念，該指數旨在將健康個體與非健康個體的腸道微生物組一定程度上區分開來。研究人員在文章中闡述了如何使用常見微生物的物種豐度提取“健康豐富”和“健康稀缺”的兩類微生物菌群特征，構建和計算GMHI用于預測腸道微生物組樣本與健康或不健康狀況的相似程度。研究還發現GMHI與血液中的高密度脂蛋白存在一定程度的正相關，表明該指數成為腸道健康預測指標的潛力。
[0005]GMHI也存在一定的局限性，研究納入了多個國家和人群的34項研究的4347個腸道菌群數據，所以該研究的時空復雜度高，存在批次效應；同時GMHI研究覆蓋的疾病類型只有12種，樣本的代表性不太夠；GMHI提取的是“健康豐富”和“健康稀缺”兩類微生物菌群特征，一方面與通常意義下的“益生菌”和“病原菌”重合度較差，另一方面未覆蓋腸道菌群的功能特征，也不能使用“健康居中”的微生物特征；另外可能是GMHI研究中的來自中國的樣本比例較低，并不能很好的區分中國人群的健康個體和非健康個體。綜上，如果在腸道微生物檢測報告中使用GMHI可能存在一個比較嚴重的問題，GMHI與報告的異常數據結論相悖。

技術實現思路

[0006]為了解決
技術介紹
中提到的至少一個技術問題，本專利技術的目的在于提供一種腸道
微生物健康評分的構建方法和構建系統，能夠綜合反應腸道微生物的健康狀況。
[0007]為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
[0008]一種腸道微生物健康評分的構建方法，包括以下步驟：
[0009]S1、獲取腸道微生物檢測報告樣本，所述腸道微生物檢測報告樣本中記載有一種或多種檢測項目，每一種檢測項目為一級項目和二級項目；
[0010]S2、計算每一種檢測項目中二級項目的評分；
[0011]S3、對同屬一級項目的二級項目的評分進行加權求和求得一級項目的評分，并對多個一級項目的評分進行加權求和求得該腸道微生物檢測報告樣本的總評分；
[0012]S4、取若干份腸道微生物檢測報告樣本的評分，構建評分分布；
[0013]S5、將待評分的腸道微生物檢測報告代入評分分布，得到其在評分分布中的排序；
[0014]S6，將所述排序轉化為最終評分。
[0015]進一步的，獲取腸道微生物檢測報告樣本過程中，對輸入結果進行格式化處理，比如將項目原始取值歸一化，或者通過累計分布函數轉換為人群排序作為輸入的結果。
[0016]進一步的，所述二級項目的評分的計算方法如下：
[0017]根據二級項目的屬性選擇轉換函數f
ij
(.)，對二級項目的結果v
ij
[0018]進行轉換，其中，下標i代表一級項目編號，下標j代表二級項目編號；
[0019]設置二級項目的取值范圍為[L
ij
,U
ij
]，以及正常取值的下限值為l
ij
，上限值為u
ij
，轉換函數f
ij
(.)的選擇包括以下三種情況：
[0020]一、“健康豐富”項目，右端取值為正常取值，即(l
ij
,U
ij
]為正常取值范圍，其中L
ij
<l
ij
<u
ij
＝U
ij
，那么f
ij
(v
ij
)是遞增函數；
[0021]二、“健康稀缺”項目，左端取值為正常取值，即[L
ij
,u
ij
)為正常取值范圍，其中L
ij
＝l
ij
<u
ij
<U
ij
，那么f
ij
(v
ij
)是遞減函數；
[0022]三、“健康居中”項目，中間取值為正常取值，即(l
ij
,u
ij
)為正常取值范圍，其中L
ij
<l
ij
<u
ij
<U
ij
，那么存在某個臨界點p
ij
，在v
ij
≤p
ij
時f
ij
(v
ij
)是遞增函數，v
ij
≥p
ij
是f
ij
(v
ij
)是遞減函數，且f
ij
(l
ij
)＝f
ij
(u
ij
)；
[0023]根據二級項目的屬性選擇分段函數g
ij
(.)，對二級項目的結果v
ij
進行轉換；其中，下標i代表一級項目編號，下標j代表二級項目編號；分段函數g
ij
(.)的選擇包括以下三種情況：
[0024]一、“健康豐富”項目，
[0025]二、“健康稀缺”項目，
[0026]三、“健康居中”項目，
[0027]選定二級項目平滑權重系數wf
ij
和wg
ij
，計算二級項目的評分s
ij...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種腸道微生物健康評分的構建方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、獲取腸道微生物檢測報告樣本，所述腸道微生物檢測報告樣本中記載有一種或多種檢測項目，每一種檢測項目為一級項目和二級項目；S2、計算每一種檢測項目中二級項目的評分；S3、對同屬一級項目的二級項目的評分進行加權求和求得一級項目的評分，并對多個一級項目的評分進行加權求和求得該腸道微生物檢測報告樣本的總評分；S4、取若干份腸道微生物檢測報告樣本的評分，構建評分分布；S5、將待評分的腸道微生物檢測報告代入評分分布，得到其在評分分布中的排序；S6，將所述排序轉化為最終評分。2.根據權利要求1所述的一種腸道微生物健康評分的構建方法，其特征在于，所述二級項目的評分的計算方法如下：根據二級項目的屬性選擇轉換函數f
ij
(.)，對二級項目的結果v
ij
進行轉換，其中，下標i代表一級項目編號，下標j代表二級項目編號；設置二級項目的取值范圍為[L
ij
,U
ij
]，以及正常取值的下限值為l
ij
，上限值為u
ij
，轉換函數f
ij
(.)的選擇包括以下三種情況：一、“健康豐富”項目，右端取值為正常取值，即(l
ij
,U
ij
]為正常取值范圍，其中L
ij
<l
ij
<u
ij
＝U
ij
，那么f
ij
(v
ij
)是遞增函數；二、“健康稀缺”項目，左端取值為正常取值，即[L
ij
,u
ij
)為正常取值范圍，其中L
ij
＝l
ij
<u
ij
<U
ij
，那么f
ij
(v
ij
)是遞減函數；三、“健康居中”項目，中間取值為正常取值，即(l
ij
,u
ij
)為正常取值范圍，其中L
ij
<l
ij
<u
ij
<U
ij
，那么存在某個臨界點p
ij
，在v
ij
≤p
ij
時f
ij
(v
ij
)是遞增函數，v
ij
≥p
ij
是f
ij
(v
ij
)是遞減函數，且f
ij
(l
ij
)＝f
ij
(u
ij
)；根據二級項目的屬性選擇分段函數g
ij
(.)，對二級項目的結果v
ij
進行轉換；其中，下標i代表一級項目編號，下標j代表二級項目編號；分段函數g
ij
(.)的選擇包括以下三種情況：一、“健康豐富”項目，二、“健康稀缺”項目，三、“健康居中”項目，選定二級項目平滑權重系數wf
ij
和wg
ij
，計算二級項目的評分s
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：夏炎，徐曉強，王曉凱，陳茜，謝海亮，
申請(專利權)人：深圳零一生命科技有限責任公司，
類型：發明
國別省市：