适用于肠道菌群移植治疗结直肠息肉的供受体配型模型及其构建方法和辅助决策系统与流程

本发明属于肠道菌群的供受体配型模型，特别涉及一种模型的构建方法、一种该方法构建得到的适用于肠道菌群移植治疗结直肠息肉的供受体配型模型、一种供受体配型的方法、一种肠道菌群移植治疗结直肠息肉的辅助决策系统和一种计算机可读存储介质。

背景技术：

1、结直肠息肉(colorectal polyps)是一种常见的肠道疾病。该疾病可以在结直肠的内部生长，通常不会引起严重的健康问题，但也存在一定的风险，这其中的一部分可能会发展成为结直肠癌。结直肠息肉可以分为几种不同的类型，这其中包括腺瘤、炎症性息肉、增生性息肉等。而腺瘤是最常见的一种类型，也是潜在的癌前病变。这一疾病的临床症状主要表现为直肠出血、直肠疼痛、排便习惯的改变等。该疾病的发病原因尚不完全清楚，但随着年龄的增长，患息肉的风险也随之增加。

2、目前，有研究发现肠道菌群的组成与结直肠息肉的发生和发展有一定的关联。因此。通过菌群移植技术有益菌转移到患者体内，这就有望恢复患者的肠道菌群平衡，从而达到治疗结直肠息肉的目的。菌群移植技术通过收集健康供体的粪便样本，经过处理和筛选后，将有益菌转移到患者体内。移植的菌群可以通过竞争性抑制有害菌的生长，恢复肠道菌群平衡。

3、但这一技术仍有许多问题需要进一步研究，如供体筛选标准、移植菌群的优化、治疗效果的评价等，其中，供体的菌群组成对患者的治疗有重要影响，如何对供体进行选择就变得十分重要。

技术实现思路

1、基于此，本发明的首要目的是提供一种模型的构建方法、一种该方法构建得到的适用于肠道菌群移植治疗结直肠息肉的供受体配型模型、一种供受体配型的方法、一种肠道菌群移植治疗结直肠息肉的辅助决策系统和一种计算机可读存储介质，本发明构建的供受体模型能够为患者匹配到合适的菌群供体，保证菌群移植治疗的有效性。

2、为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种模型的构建方法，该方法包括以下步骤：

3、步骤1.收集结直肠息肉患者和健康人群的肠道菌群数据，并对数据进行16s测序分析，得到肠道菌群的群落特征数据；

4、步骤2.对步骤1得到的肠道菌群的群落特征数据进行meta分析，得到包含肠道菌群的alpha多样性、beta多样性和菌属构成特征的数据；基于分析结果，获取结直肠息肉患者与健康人群的差异菌属特征；

5、步骤3.分析结直肠息肉患者治疗前后的肠道菌群结构，获取治疗前后差异菌属的富集情况；

6、步骤4.从步骤2和步骤3得到的菌属特征中筛选与治疗结直肠息肉相关的菌属特征，使用随机森林构建疾病预测模型；评估使用全部特征和筛选特征建模的模型性能，进而验证菌属特征的合理性；

7、步骤5.选择合理的菌属特征，构建适用于肠道菌群移植治疗结直肠息肉的供受体配型模型。

8、优选地，步骤5中，采用层次分析法建立适用于肠道菌群移植治疗结直肠息肉的供受体配型模型。

9、本发明第二方面提供了一种第一方面所述的方法构建得到的适用于肠道菌群移植治疗结直肠息肉的供受体配型模型。

10、本发明第三方面提供了一种供受体配型的方法，该方法包括使用第二方面所述的适用于肠道菌群移植治疗结直肠息肉的供受体配型模型进行供受体配型。

11、优选地，该方法还包括：根据层次分析法确定的配型模型中不同因素的权重为供体进行打分，并获得最优供体。

12、本发明第四方面提供了一种肠道菌群移植治疗结直肠息肉的辅助决策系统，该系统包括：

13、数据获取和储存模块，用于结直肠息肉患者和健康人群的肠道菌群数据的获取和储存；

14、预测模块，集成有根据第二方面所述的适用于肠道菌群移植治疗结直肠息肉的供受体配型模型，用于获取最优供体；

15、结果输出模块，用于输出预测模块的预测结果，形成对肠道菌群移植治疗结直肠息肉的辅助决策。

16、本发明第五方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有：用于实现第一方面所述的模型的构建方法，或用于实现第四方面所述肠道菌群移植治疗结直肠息肉的辅助决策系统的计算机程序。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

18、本发明所述的模型构建方法从多个研究数据出发，根据患者与健康个体的肠道菌群信息，基于meta分析结直肠息肉治疗前后肠道菌群分析，挑选出与结直肠息肉相关的菌属特征，同时使用随机森林建模的方法来验证菌属的合理性。进一步，将验证后的菌属划分成相对有益的菌属和相对有害的菌属，随后将其纳入配型模型中。该方法考虑结直肠息肉患者与健康人群的肠道菌群特征，并且在所建立的配型模型中纳入了有害菌属和有益菌属，分析患者肠道菌群与健康人群肠道菌群之间的差异，这使得能根据患者肠道中缺失的菌属来挑选合适的菌群移植供体，保证治疗的效果。

19、在模型中纳入的菌属特征由于是经过多种分析方法分析对比得到的，这就保证了菌属的可信度；而且通过不同的分析方法挖掘不同个体之间的差异特征，并将合理的差异特征纳入供受体配型模型中，保证所建立的模型的可靠性，进而提高患者的治愈率。根据不同患者的肠道菌群结果分析，对比得到患者与供体之间的菌属差异，进而为患者匹配最合适的供体。

20、进一步，本发明通过层次分析法建立层次结构模型以确定多种影响因素的权重，从而能为患者挑选到较优的菌群移植供体，保证所选择供体治疗患者的有效性。

技术特征：

1.一种模型的构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，步骤2中，采用二分类变量法对步骤1得到的肠道菌群的群落特征数据进行meta分析，得到比值比or，并根据or值来分析结直肠息肉患者与健康人群肠道菌群中富集的菌属；

3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，步骤3中，分析结直肠息肉患者治疗前后的肠道菌群，进而获取治疗前后的肠道菌群差异；同时，对比不同菌属在治疗前后的富集情况，判断菌属是否有利于结直肠息肉的治疗。

4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，步骤4中，用roc曲线来评估使用全部特征和筛选特征建模的模型分类性能，进而验证所选择菌属的合理性。

5.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，步骤5中，与治疗结直肠息肉相关的菌属特征包括结直肠息肉患者中富集的菌属以及结直肠息肉患者中缺失的菌属；

6.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，步骤5中，采用层次分析法建立适用于肠道菌群移植治疗结直肠息肉的供受体配型模型；

7.一种权利要求1-6中任意一项所述的模型的构建方法构建得到的适用于肠道菌群移植治疗结直肠息肉的供受体配型模型。

8.一种供受体配型的方法，其特征在于，该方法包括使用权利要求7所述的适用于肠道菌群移植治疗结直肠息肉的供受体配型模型进行供受体配型；

9.一种肠道菌群移植治疗结直肠息肉的辅助决策系统，其特征在于，该系统包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有：用于实现权利要求1 6中任一项所述的模型的构建方法，或用于实现权利要求9所述肠道菌群移植治疗结直肠息肉的辅助决策系统的计算机程序。

技术总结本发明属于肠道菌群的供受体配型模型技术领域，公开了适用于肠道菌群移植治疗结直肠息肉的供受体配型模型及其构建方法和辅助决策系统，该模型的构建方法包括：收集结直肠息肉患者和健康人群的肠道菌群数据，进行16S测序分析，然后对数据进行Meta分析，得到多样性和菌属构成特征的数据；分析结直肠息肉患者治疗前后的肠道菌群结构，获取治疗前后差异菌属的富集情况；筛选与治疗结直肠息肉相关的菌属特征，构建疾病预测模型，评估不同特征建模的模型性能，验证菌属特征的合理性；使用合理的菌属特征，构建模型。本发明的方法构建的供受体模型能够为患者匹配到合适的菌群供体，保证菌群移植治疗结直肠息肉的有效性。技术研发人员：肖传兴,张帮周,曹曼,许佳颖,何剑全受保护的技术使用者：厦门承葛生物科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20