一种阴道微生态中细菌互作关系的数据处理方法和装置

技术特征：
1.一种阴道微生态中细菌互作关系的数据处理方法，其特征在于，该方法包括步骤：a、对于不同背景条件中的每一种背景条件，根据该背景条件下多个样本中多种细菌的互作状态，确定该背景条件下的细菌互作网络，获得该背景条件下每一种细菌的独立参数和互作参数，判断细菌互作的方向、强度和性质；b、检验不同背景条件下的细菌互作网络差异的显著性。2.根据权利要求1中所述的阴道微生态中细菌互作关系的数据处理方法，其特征在于，根据一种背景条件下多个样本中多种细菌的互作状态，确定该背景条件下的细菌互作网络的步骤包括：a1、获取该背景条件下多个样本中各种细菌的核糖体核糖核酸测序结果，得到不同细菌的操作分类单元数据；a2、对于每个样本中每种细菌的操作分类单元数据和该样本中所有细菌的操作分类单元数据总和，利用异速率拟合这二者的关系;a3、基于博弈论构建该样本中多种细菌互作的网络模型；a4、对于多个样本中的每一个，根据多种细菌间发生互作的情况，设定并解析多个样本下多种细菌丰度的似然函数，基于获得的多种细菌的独立参数和互作参数，构建该背景条件下的细菌互作网络。3.根据权利要求2中所述的阴道微生态中细菌互作关系的数据处理方法，其特征在于，检验不同背景条件下的细菌互作网络差异的显著性的步骤包括：b1、基于各个不同背景条件，构建对应背景下的细菌丰度似然函数，获得不同背景条件下每一种细菌的独立丰度和互作丰度以及对应的独立参数和互作参数；b2、针对不同背景条件下每一种细菌的互作参数，与对应细菌比较，判断细菌互作方向性质和强度是否均相同；将均相同的细菌归入h0假设，将不全相同的细菌归入h1假设，计算h0假设与h1假设的似然值的比值，并与通过排列置换确定的阈值进行比较，作为不同背景条件下的细菌互作网络差异是否显著的判别依据。4.根据权利要求2中所述的阴道微生态中细菌互作关系的数据处理方法，其特征在于，对于多个样本中的每一个，根据多种细菌间发生互作的情况，设定并解析多个样本下多种细菌丰度的似然函数的步骤包括：a41、对于每一样本，构建以细菌种类为变量数目的多元正态概率密度函数，由丰度向量、均值向量和对称性协变量矩阵构成；a42、对于多个样本，对所含的每个样本的多元正态概率密度函数进行乘积，构成多个样本下多种细菌丰度的似然函数；a43、利用四阶龙格-库塔法求解多个样本下多种细菌丰度的似然函数，获得每种细菌丰度的最大似然值，进而获得该背景条件下每一种细菌的独立丰度和互作丰度以及对应的独立参数和互作参数。5.根据权利要求4中所述的阴道微生态中细菌互作关系的数据处理方法，其特征在于，对于多个样本，对每个样本下的多元正态概率密度函数进行乘积，构成多个样本下多种细菌丰度的似然函数包括，多个样本下多种细菌丰度的似然函数为：
，其中，表示细菌j (j = 1,
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, m)在第1~n个样本中的丰度向量，=，,其中m为细菌种类数量，n为样本数量，e为一个样本中所有细菌的操作分类单元数据总和，为测量误差矩阵和互作误差矩阵之和。6.一种阴道微生态中细菌互作关系的数据处理装置，其特征在于，该装置包括背景解析组件和背景检验组件，其中，背景解析组件对于不同背景条件中的每一种背景条件，根据该背景条件下多个样本中多种细菌的互作状态，构建细菌互作网络模型，求解独立丰度和互作丰度以及对应的独立参数和互作参数，基于求解结果确定细菌互作关系和构建细菌互作网络；背景检验组件用于检验不同背景条件下的细菌互作网络差异的显著性。7.根据权利要求6中所述的阴道微生态中细菌互作关系的数据处理装置，其特征在于，背景解析组件包括操作分类单元数据获取单元、拟合单元、细菌互作网络模型构建单元和解析单元，其中，操作分类单元数据获取单元用于获取不同背景条件下多个样本中的各种细菌的核糖体核糖核酸测序结果，得到不同细菌的操作分类单元数据；拟合单元对于每个样本中每种细菌的操作分类单元数据和该样本中所有细菌的操作分类单元数据总和，利用异速率拟合这二者的关系;细菌互作网络模型构建单元基于博弈论构建该样本的细菌互作网络模型；解析单元对于不同背景条件中的每一种，根据多种细菌间发生互作的情况，设定并解析多个样本中多种细菌丰度的似然函数，基于求解所得的多种细菌的独立参数和互作参数，构建该背景条件下的细菌互作网络。8.根据权利要求6中所述的阴道微生态中细菌互作关系的数据处理装置，其特征在于，背景检验组件包括背景解析单元，背景差异判别依据提取单元，其中，背景解析单元构建各个不同背景条件下的细菌丰度似然函数，解析获得各个不同背景条件下每一种细菌的独立丰度和互作丰度及对应的独立参数和互作参数；背景差异判别依据提取单元针对不同背景条件下每一种细菌的互作参数，与对应细菌比较，判断细菌互作方向、性质和强度是否均相同；均相同的细菌归入h0假设，不全相同者归入h1假设，计算h0假设和h1假设似然值的比值，并与通过排列置换确定的阈值进行比较，作为不同背景条件下的细菌互作网络差异是否显著的判别依据。

技术总结
本发明公开了一种阴道微生态中细菌互作关系的数据处理方法和装置。该方法包括步骤：A、对于不同背景条件中的每一种背景条件，根据该背景条件下多个样本中多种细菌的互作状态，确定该背景条件下的细菌互作网络，获得该背景条件下每一种细菌的独立参数和互作参数，判断细菌互作的方向、强度和性质；B、检验不同背景条件下的细菌互作网络差异的显著性。本发明的阴道微生态中细菌互作关系的数据处理方法和装置，能够构建细菌互作的全信息性网络模型，能从数据角度定性定量定向地获取反映多种细菌互作关系的依据。菌互作关系的依据。菌互作关系的依据。


技术研发人员：王茜 赵金帅 吕永焕 闫晔
受保护的技术使用者：天津医科大学总医院
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/8/26