基于肠菌移植的体重管理效果预测方法和菌属的应用与流程

本发明涉及菌群移植，具体涉及一种基于肠菌移植的体重管理效果预测方法和菌属的应用。

背景技术：

1、肥胖症的预防与治疗已成为热点话题。目前主要是通过饮食疗法、运动疗法、药物干预及手术疗法等进行纠正，但缺乏一种有效且更安全的方法。肠道菌群在肥胖症发生发展中扮演着重要角色，这些菌群与机体相互依存，不论菌群自身改变还是人体肠道环境改变引起的菌群变化，都影响着机体的能量代谢、营养吸收等过程，影响肥胖症的发生发展。目前，已有大量文献报道用肠道菌群移植(fmt)来治疗肥胖。fmt是指将健康供体的肠道菌群移植到患者肠道内，通过重建患者正常功能的肠道菌群以实现其对肥胖的治疗。

2、但目前研究显示肠菌移植的有效性较低，目前还没有办法提高肠菌移植的有效率，但供体菌群的选择对提高移植有效性起决定性的作用，若能提供一种菌群有效性的预测方法，将会极大提供肠菌移植的有效性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种基于肠菌移植的体重管理效果预测方法和菌属的应用，解决现有技术中在进行肠道菌群移植前，无法预知移植菌群对于目标受体的有效性，从而导致菌群移植效率低的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种基于肠菌移植的体重管理效果预测方法，包括：

4、获取检测人群和对照人群肠道菌群集合中的微生物丰度值和微生物差异菌属信息；

5、采用预设的线性判别法对所述微生物丰度值的数据质量进行量化分析，确定菌群影响因子；

6、基于所述菌群影响因子，根据所述微生物丰度值与健康菌属之间的差异情况，确定所述微生物差异菌属的菌群偏移量；

7、根据所述菌群影响因子和所述菌群偏移量的关联关系，构建菌种有效性评分系统；

8、获取待移植菌种，将所述待移植菌种输入至所述菌种有效性评分系统，确定待移植菌种的移植有效性。

9、在一些实施例中，所述微生物丰度值通过dna浓度归一化获得，所述微生物差异菌属通过预设的非参数检验方法对所述微生物丰度值进行差异性检验获得。

10、在一些实施例中，所述采用预设的线性判别法对所述微生物丰度值的数据质量进行量化分析，确定菌群影响因子，包括：

11、获取检测人群菌种丰度数据集的均值和协方差矩阵，以及获取对照人群的菌种丰度数据集的健康均值和健康协方差矩阵；

12、基于所述均值和协方差矩阵，对所述检测人群菌种丰度数据进行投影，确定类间差异最大且类别内差异最小时的检测数据投影；以及基于所述对照均值和健康协方差矩阵，对所述对照人群的菌种丰度数据进行投影，确定类间差异最大且类别内差异最小时的对照数据投影；

13、根据所述检测数据投影，确定检测丰度均值差异；以及根据所述对照数据投影，确定对照丰度均值差异；

14、根据所述检测丰度均值差异和所述对照丰度均值差异的算术平均数，确定所述菌群影响因子。

15、在一些实施例中，所述菌群偏移量可通过如下公式表示：

16、

17、其中，v为待预测样本的菌群丰度与对照菌群丰度的加权偏移量，k为差异菌群的种类数量，ot为所述待预测样本的第t类差异菌群的菌群偏移量；rt为第t类差异菌群影响因子。

18、在一些实施例中，所述菌种有效性评分系统的分值通过所述菌群影响因子和所述菌群偏移量的乘积获得。

19、在一些实施例中，所述将所述待移植菌种输入至所述菌种有效性评分系统，确定待移植菌种的移植有效性，包括：

20、基于所述菌种有效性评分系统，获取待移植菌种的分值；

21、根据所述分值，确定所述待移植菌种的效率。

22、在一些实施例中，所述根据所述分值，确定所述待移植菌种的效率，包括：

23、判断所述分值是否大于预设有效分数值；

24、若大于，则说明搜索待移植菌种为目标有效菌种。

25、第二方面，本发明还提供了一种基于肠菌移植的体重管理效果预测装置，包括：

26、获取模块，用于获取检测人群和对照人群肠道菌群集合中的微生物丰度值和微生物差异菌属信息；

27、菌群影响因子确定模块，用于采用预设的线性判别法对所述微生物丰度值的数据质量进行量化分析，确定菌群影响因子；

28、菌群偏移量确定模块，用于基于所述菌群影响因子，根据所述微生物丰度值与健康菌属之间的差异情况，确定所述微生物差异菌属的菌群偏移量；

29、评分系统构建模块，用于根据所述菌群影响因子和所述菌群偏移量的关联关系，构建菌种有效性评分系统；

30、预测模块，用于获取待移植菌种，将所述待移植菌种输入至所述菌种有效性评分系统，确定待移植菌种的移植有效性。

31、第三方面，根据上述方法确定的有效菌属在制备治疗肥胖的药物中的应用。

32、进一步的，所述有效菌属是odoribacter菌属、bifidobacterium菌属、christensenella菌属、faecalibacterium菌属和holdemanella菌属。

33、与现有技术相比，本发明提供的基于肠菌移植的体重管理效果预测方法、装置、设备和存储介质，首先获取检测人群和对照人群肠道菌群集合中的微生物丰度值和微生物差异菌属；随后采用预设的线性判别法对所述微生物丰度值的数据质量进行量化分析，确定菌群影响因子；从而确定检测人群与对照人群之间的肠道菌群物种组成差异；随后基于所述菌群影响因子，根据所述微生物丰度值与健康菌属之间的差异情况，确定所述微生物差异菌属的菌群偏移量；并且根据所述菌群影响因子和所述菌群偏移量的关联关系，构建菌种有效性评分系统；最后获取待移植菌种，将所述待移植菌种输入至所述菌种有效性评分系统，确定待移植菌种的治疗肥胖的有效性。本发明提供的菌种移植减肥法的预测方法简单，准确，能够提前预测菌种的有效性，提高了菌种移植的有效性。

34、进一步的，本发明通过体重管理效果预测方法，还确定的有效菌属在制备治疗肥胖的药物中的应用，有效菌属包括odoribacter菌属、bifidobacterium菌属、christensenella菌属、faecalibacterium菌属和holdemanella菌属，本发明实现了采用有益菌属移植快速高效解决肥胖问题的目的。

技术特征：

1.一种基于肠菌移植的体重管理效果预测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于肠菌移植的体重管理效果预测方法，其特征在于，所述微生物丰度值通过dna浓度归一化获得，所述微生物差异菌属通过预设的非参数检验方法对所述微生物丰度值进行差异性检验获得。

3.根据权利要求1所述的基于肠菌移植的体重管理效果预测方法，其特征在于，所述采用预设的线性判别法对所述微生物丰度值的数据质量进行量化分析，确定菌群影响因子，包括：

4.根据权利要求1所述的基于肠菌移植的体重管理效果预测方法，其特征在于，所述菌群偏移量可通过如下公式表示：

5.根据权利要求1所述的基于肠菌移植的体重管理效果预测方法，其特征在于，所述菌种有效性评分系统的分值通过所述菌群影响因子和所述菌群偏移量的乘积获得。

6.根据权利要求5所述的基于肠菌移植的体重管理效果预测方法，其特征在于，所述将所述待移植菌种输入至所述菌种有效性评分系统，确定待移植菌种的移植有效性，包括：

7.根据权利要求5所述的基于肠菌移植的体重管理效果预测方法，其特征在于，所述根据所述分值，确定所述待移植菌种的效率，包括：

8.一种基于肠菌移植的体重管理效果预测装置，其特征在于，包括：

9.根据权利要求1-7方法确定的有效菌属在制备治疗肥胖的药物中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述有效菌属是odoribacter菌属、bifidobacterium菌属、christensenella菌属、faecalibacterium菌属和holdemanella菌属。

技术总结
本发明公开了一种基于肠菌移植的体重管理效果预测方法和菌属的应用，预测方法包括：获取检测人群和对照人群肠道菌群集合中的微生物丰度值和微生物差异菌属信息；采用预设的线性判别法对所述微生物丰度值的数据质量进行量化分析，确定菌群影响因子；基于所述菌群影响因子，根据所述微生物丰度值与健康菌属之间的差异情况，确定所述微生物差异菌属的菌群偏移量；根据所述菌群影响因子和所述菌群偏移量的关联关系，构建菌种有效性评分系统；获取待移植菌种，将所述待移植菌种输入至所述菌种有效性评分系统，确定待移植菌种的移植有效性。本发明解决了现有技术中在进行肠道菌群移植前，无法预知移植菌群的有效性，从而导致菌群移植效率低的问题。

技术研发人员：沈鹤霄,吕永玲,滕兆伟,周先锋,付广,艾旭,熊凯,王岚
受保护的技术使用者：美益添生物医药（武汉）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15