【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及0～6岁儿童发育评估领域，尤其涉及一种基于肠道菌群评估0～6岁儿童生长发育状态的方法、系统和应用。
技术介绍
1、人体中大约由1014个微生物，其中大部分微生物寄生在人类的肠道中，人体肠道中的微生物在个体营养代谢、免疫、生理功能调节方面扮演着重要角色。0～6岁儿童时期是个体肠道菌群建立的重要窗口期，对于未来的肠道菌群的建立和成熟具有较大影响，对于0～6岁儿童肠道菌群最大的特征是不稳定多变、具有较大的个体差异以及易受外界因素的作用。
2、虽然0～6岁儿童的肠道菌群具有较大的差异，但婴幼儿在出生后，肠道菌群从最初的定植到后续的不断演化过程具有一定的规律性。目前，普遍认为的婴幼儿肠道微生物发育模式是兼性厌氧菌在早期定植，不断消耗肠道中的氧气，当肠道变成厌氧环境后，严格厌氧菌开始定植到婴幼儿的肠道中。伴随着婴幼儿逐渐长大，肠道菌群由开始的低多样性、低复杂性慢慢发育，逐渐变成高多样性和复杂化，这一过程通常需要进行三至四年。肠道是人体的消化和吸收器官，也是人体最大的免疫器官，生命早期肠道菌群定植过程中，一定程度上影响个体在生命早期的发育情况。
3、喂养方式影响肠道菌群和近远期健康，世界卫生组织和联合国儿童基金会建议母亲在婴儿出生后的前6个月应坚持纯母乳喂养，母乳具有丰富的营养物质可以满足儿童早期生长发育必需的能量和营养，同时具有多种低聚糖、益生元，可以调节婴幼儿肠道菌群的组成、提高儿童免疫，降低感染疾病的风险。
4、神经心理发育、皮肤、大便、哭闹、夜晚睡眠等指标，从各个维度对儿童的健康发育进
5、因此，特提出此专利技术。
技术实现思路
1、专利技术目的
2、为克服上述不足，本专利技术的目的在于提供一种评估0～6岁儿童生长发育状态的方法、系统和应用。本专利技术通过建立0-6岁孩子的肠道菌群变化曲线和参考范围，增加了0～6岁儿童体内发育状态健康评估的角度。
3、解决方案
4、为实现本专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
5、第一方面，本专利技术提供了一种评估0～6岁儿童生长发育状态的方法，待评估发育状态包括神经心理发育、皮肤、大便、哭闹、夜晚睡眠中的一种或几种；所述方法包括以下步骤：
6、获取待预测的目标人群的肠道菌群信息；所述肠道菌群信息包括与相应发育状态显著相关的菌群的相对丰度信息；
7、将肠道菌群信息输入至预先构建的预测评估模型中，得到预测评估模型输出的评估结果，评估结果包括：相应发育状态的量化结果，所述量化结果对应不同的发育状态；
8、其中，预测评估模型为根据筛选出的与待评估发育状态显著相关的相应肠道菌群信息通过多元回归计算获得。
9、进一步地，所述预测评估模型中包括依据年龄和待评估发育状态区分的若干预测评估子模型；预测评估子模型的选择依据年龄和待评估发育状态，输入与相应年龄段及待评估发育状态显著相关的相应肠道菌群信息进行预测评估；和/或，
10、所述肠道菌群信息通过待预测的目标人群的粪便样品中检测获得。
11、进一步地，预测评估模型的构建方法包括：
12、获取多个区域的若干样品的肠道菌群信息，将肠道菌群信息和临床信息合并建立0～6岁儿童肠道菌群数据库，肠道菌群信息包括菌群在门、科、属水平上的相对丰度信息，临床信息包括年龄和发育状态信息；发育状态信息包括神经心理发育、皮肤、大便、哭闹情况、夜晚睡眠中的一种或几种；将发育状态信息进行量化处理，包括：对神经心理发育的调查问卷评分，以是否患有皮肤病进行赋分，根据大便性状进行赋分，根据哭闹情况进行赋分，根据夜晚睡眠的醒来次数进行评分；
13、按年龄对数据库中的数据进行分组，按照组内菌群相对丰度高低再次进行分组，以每个菌的相对丰度的平均值为界分为高丰度组和低丰度组，分别计算高丰度组和低丰度组的量化的发育状态信息的均值，比较两组的均值，得到差异倍数，进行显著性分析；
14、选择与临床信息显著相关的菌作为自变量，0～6岁儿童临床信息的评分或赋分作为因变量，设定每个年龄组的随机种子，按比例将数据随机划分为训练集和验证集，将训练集进行线性回归计算，获得菌群与0～6岁儿童临床信息的线性预测模型，通过验证集进行检验；
15、根据随机种子数得到多个线性回归模型，根据得到的多个模型，归纳出模型系数范围，并用平均值作为计算模型系数，获得预测评估模型，根据预测的0～6岁儿童临床信息，评估0～6岁儿童的发育状态。
16、进一步地，0～6岁儿童肠道菌群数据库构建包括：收集0～6岁儿童粪便，通过16s扩增子测序技术进行测序和分析，得到对应0～6岁儿童肠道菌群的测序数据，对测序数据进行降噪、聚合得到基本分类单元otus，对分类单元进行物种注释，得到0～6岁儿童肠道菌群的组成，按照样本编号将肠道菌群信息和临床信息合并，建立0～6岁儿童肠道菌群数据库。
17、进一步地，降噪包括：reads拼接过滤，再otus聚类。
18、进一步地，待评估发育状态为神经心理发育时，与神经心理发育显著相关的菌群包括与年龄相关的如下(1)～(3)的若干菌集合：
19、(1)staphylococcus(葡萄球菌属)、ligilactobacillus(联合乳杆菌属)、ruminococcus._torques_group(扭链瘤胃球菌)；可选地，儿童年龄在0天～4个月；
20、(2)veillonella(韦荣氏球菌属)、prevotella(普雷沃氏菌属)；可选地，儿童年龄在5个月～12个月；
21、(3)tm7x(tm7x菌属)、weissella(魏斯氏菌属)、devosia(德沃氏菌属)、bradyrhizobium(慢生根瘤菌属)、atopobium(顶圆菌属)、glutamicibacter(谷氨酸杆菌属)、cupriavidus(铜绿假单胞菌属)、lachnospiraceae_fcs020_group(拉克诺斯菌科fcs020组)、rb41(通用单元rb41)；可选地，儿童年龄在13个月～6岁；
22、或者，待评估发育状态为皮肤时，与皮肤显著相关的菌群包括与年龄相关的如下(i)～(ii)的若干菌集合：
23、(i)clostridium_sensu_stricto_1(严格梭状芽胞杆菌属)、brevundimonas(单胞菌属)、subdoligranulum(罕见小球菌属)、faecalibacterium(粪杆菌属)；儿童年龄在0天～4个月；
24、(ii)bifidobacterium(双歧杆菌属)、bacillus(芽孢杆菌属)；
25、或者，待评估发育状态为大便性状时，与大便性状显著相关的菌群包括与年龄相关的如下i)～iv)的若干菌集合：
26、i)staph本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于肠道菌群评估0～6岁儿童生长发育状态的方法，其特征在于，待评估发育状态包括神经心理发育、皮肤、大便、哭闹、夜晚睡眠中的一种或几种；所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预测评估模型中包括依据年龄和待评估发育状态区分的若干预测评估子模型；预测评估子模型的选择依据年龄和待评估发育状态，输入与相应年龄段及待评估发育状态显著相关的相应肠道菌群信息进行预测评估；和/或，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预测评估模型的构建方法包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，0～6岁儿童肠道菌群数据库构建包括：收集0～6岁儿童粪便，通过16S扩增子测序技术进行测序和分析，得到对应0～6岁儿童肠道菌群的测序数据，对测序数据进行降噪、聚合得到基本分类单元OTUs，对分类单元进行物种注释，得到0～6岁儿童肠道菌群的组成，按照样本编号将肠道菌群信息和临床信息合并，建立0～6岁儿童肠道菌群数据库。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，降噪包括：Reads拼接过滤，再OTUs聚类。
6.根
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，按年龄分组的方法包括：0～7天、8～15天、16～30天、31天～4个月、5个月～12个月、13个月～24个月、25个月～36个月、37个月～6岁。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，临床信息包括神经心理发育、皮肤、大便、哭闹或夜晚睡眠；
9.一种评估0～6岁儿童生长发育状态的系统，应用于权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-8任一项所述方法的步骤。
10.一种权利要求1-8任一所述的方法、或权利要求9所述的系统在制备评估0～6岁儿童生长发育状态产品中的应用。
...【技术特征摘要】
1.基于肠道菌群评估0～6岁儿童生长发育状态的方法，其特征在于，待评估发育状态包括神经心理发育、皮肤、大便、哭闹、夜晚睡眠中的一种或几种；所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预测评估模型中包括依据年龄和待评估发育状态区分的若干预测评估子模型；预测评估子模型的选择依据年龄和待评估发育状态，输入与相应年龄段及待评估发育状态显著相关的相应肠道菌群信息进行预测评估；和/或，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预测评估模型的构建方法包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，0～6岁儿童肠道菌群数据库构建包括：收集0～6岁儿童粪便，通过16s扩增子测序技术进行测序和分析，得到对应0～6岁儿童肠道菌群的测序数据，对测序数据进行降噪、聚合得到基本分类单元otus，对分类单元进行物种注释，得到0～6岁儿童肠道菌群的组成，按照样本编号将肠道菌群信息和临床信息合并，建立0～6岁儿童肠道菌群数据库。
5.根据权利要求4所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈历俊，刘斌，贾龙龙，李先平，赵军英，刘彦品，刘茜，乔为仓，张明辉，王亚玲，张晓梅，刘璐，
申请(专利权)人：北京三元食品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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