[发明专利]一种基于网络最大信息流模型的生物标记物识别系统

权利要求书

1.一种基于网络最大信息流模型的生物标记物识别系统，其特征在于，包括：

数据获取模块，其被配置为：获取与预设疾病相关的基因表达数据，并构建蛋白质相互作用网络；

基因处理模块，其被配置为：对所述基因表达数据进行处理，得到靶基因和差异表达基因；

网络生成模块，其被配置为：基于蛋白质相互作用网络构建特异性蛋白质相互作用网络，选取靶基因到差异表达基因之间的最短通路，并构建关于靶基因的子网络；

网络建模模块，其被配置为：基于靶基因的子网络建模为电阻网络，利用基尔霍夫电流定律计算每个电阻网络中各节点的信息流分数；

比较筛选模块，其被配置为：比较相同节点在不同电阻网络中的信息流分数，仅保留信息流得分最大的节点在原网络中，从而得到候选模块，再剔除内含节点数少于设定值的模块，最终得到合格模块；

拟合预测模块，其被配置为：对所得合格模块进行逻辑斯蒂模型拟合，得到假设含有某模块而患病的可能性。

2.根据权利要求1所述的基于网络最大信息流模型的生物标记物识别系统，其特征在于，所述与预设疾病相关的基因表达数据包括：与预设疾病有关的基因表达数据和重建手术对照组的基因表达数据；

在构建蛋白质相互作用网络之后包括，对每个相互作用赋权重。

3.根据权利要求1所述的基于网络最大信息流模型的生物标记物识别系统，其特征在于，所述得到靶基因和差异表达基因的过程包括：对基因表达数据进行Z分数处理，再进行t检验，得到t分布结果；根据t分布结果计算出显著性p值；若归一化基因在CHD病例中与所有对照相比，p值0.01，则该基因被定义为CHD病例中的差异表达基因；如果一个基因在75％以上的病例中p值0.01，则定义为靶基因。

4.根据权利要求1所述的基于网络最大信息流模型的生物标记物识别系统，其特征在于，所述选取靶基因到差异表达基因之间的最短通路具体包括：将特异性蛋白质相互作用网络中的各节点按输入顺序进行编号，选取从选取靶基因到差异表达基因之间的最短通路，再将靶基因的所有路径合并为子网。

5.根据权利要求1所述的基于网络最大信息流模型的生物标记物识别系统，其特征在于，所述基于蛋白质相互作用网络建模为电阻网络具体包括：将所述蛋白质相互作用网络建模为电阻网络，其中蛋白质表示为互连节点，相互作用表示为电阻。

6.根据权利要求5所述的基于网络最大信息流模型的生物标记物识别系统，其特征在于，定义某节点k的信息流分数为所有源节点和差异表达基因节点的成对组合中，通过节点k的电流之和；其中，源节点为靶基因的子网络中的节点。

7.根据权利要求1所述的基于网络最大信息流模型的生物标记物识别系统，其特征在于，所述比较相同节点在不同电阻网络中的信息流分数，仅保留信息流得分最大的节点在原网络中，从而得到候选模块具体包括：对于一部分存在于不同子网的节点，比较其在不同电阻网络中的多个信息流分数，将其放入信息流评分最高的网络中，得到候选网络。

8.根据权利要求1所述的基于网络最大信息流模型的生物标记物识别系统，其特征在于，所述拟合预测模块还包括：根据含有某基因而患病的可能值与原有的真实值作对比，评估各个模块区分表型的能力。