[发明专利]一种菌群移植治疗糖尿病的供受体配型算法

说明书

本发明公开了一种菌群移植治疗糖尿病的供受体配型算法，属于临床医疗技术领域，菌群移植治疗糖尿病的供受体配型算法包括医疗健康数据建立步骤、16S序列分析步骤、数据Meta分析构建配型模型步骤以及层次分析法供体选择步骤。本发明公开的菌群移植治疗糖尿病的供受体配型算法，结合现有医疗健康数据库和供体的信息，采用16S序列分析数据库的菌群构成特征，再采用Meta分析确立特征构建糖尿病供受体配型模型，通过层次分析法建立层次结构模型计算相应的权重来合理的挑选最优供体，以保证菌群移植治疗效果。

技术领域

本发明涉及临床医疗技术领域，尤其涉及一种菌群移植治疗糖尿病的供受体配型算法。

背景技术

糖尿病是由于胰岛素分泌或胰岛素作用缺陷引起的以高血糖为特征的内分泌代谢性疾病，伴有碳水化合物、脂肪和蛋白质代谢障碍。糖尿病的患病率在近几十年里迅速增加，成为世界范围内日益严重的公共健康问题。据Ogurtsova等报道显示，2015年全球糖尿病患者有4.15亿，患病率为8.8％，到2040年将达6.42亿，患病率达10.4％。中国是糖尿病患病率最高的国家之一，在成年人中，糖尿病患病率为11.6％，糖尿病前期的患病率为50.1％。而2型糖尿病是在胰岛素抵抗背景下由于胰岛β细胞胰岛素分泌进行性减少所导致，在糖尿病人群中占90％～95％。糖尿病如果未被预测及检出，未得到及时治疗，血糖水平控制差，机体长期处于高血糖状态，将导致机体大血管、微血管和神经系统产生一系列并发症，严重影响糖尿病患者的生活质量与寿命。所以糖尿病的早期预测、诊断与及时治疗，在改善预后、降低并发症发生率及提高患者生活质量等方面具有积极作用。

大量文献表明糖尿病等慢性疾病与肠道菌群失调有关，包括肠道菌群组成、功能和细菌产生的代谢物的急剧变化。因此，目前尝试用菌群移植的方法来治疗糖尿病。菌群移植指将健康供体的肠道菌群通过智能肠菌处理系统制成混悬液或胶囊，移植到患者胃肠道内，通过重建患者正常功能的肠道菌群以实现其肠道及肠道外疾病的治疗。现在仍然在大多数研究中使用鼻空肠管、结肠镜检查或灌肠，有时需要多次使用才能有效治疗某些疾病。大多数研究都观察到，短期和长期的治疗耐受性都很好，很少出现不良事件，这些事件似乎主要源自最初的疾病严重程度，而不是菌群移植本身。因此，如何为患者匹配合适的菌群供体以保证菌群移植治疗的有效性，是菌群移植医疗技术急需解决的技术难题。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种菌群移植治疗糖尿病的供受体配型算法，结合现有医疗健康数据库和供体的信息，采用16S序列分析数据库的菌群构成特征，再采用Meta分析确立特征构建糖尿病供受体配型模型，通过层次分析法建立层次结构模型计算相应的权重来合理地挑选最优供体，以保证菌群移植治疗效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种菌群移植治疗糖尿病的供受体配型算法，包括医疗健康数据建立步骤、16S序列分析步骤、数据Meta分析构建配型模型步骤以及层次分析法供体选择步骤；首先，采取医疗健康数据建立步骤，基于研究文献收集临床糖尿病患者和健康人体肠道菌群的数据，建立数据库；其次，采取16S序列分析步骤，根据不同数据的特征进行数据预处理，基于相同类型的参数进行16S序列分析，得到多个OTU及其对应的注释结果；再次，采取数据Meta分析构建配型模型步骤，通过Meta分析法处理研究文献数据以及16S序列分析所得数据，提取肠道菌群alpha多样性、beta多样性和菌属数据组成特征，构建糖尿病供受体配型模型；最后，采取层次分析法供体选择步骤，配型模型通过层次分析法分解特征层次结构，对供体库中供体进行打分排序，选择最优值供体，使患者获得最优供体配型。

本发明优选地技术方案在于，在16S序列分析步骤中，数据预处理是基于下载研究文献的描述，根据不同文献数据的参数对数据进行预处理，并记录相关参数，相关参数包括测序区域、DNA提取试剂盒、测序平台、引物、barcode、单双端。