【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物和生物医药，尤其涉及一种溃疡性结肠炎肠道微生物标志物及其应用与溃疡性结肠炎检测模型。
技术介绍
1、溃疡性结肠炎(uc)是一种慢性炎症性肠道疾病，主要症状为反复发作的腹痛、腹泻、黏液脓血便等。uc在全球的发病率呈不断上升的趋势，严重影响患者的生活质量。并且，长期患有uc的患者，肠道黏膜长期受到炎症刺激，会增加结肠癌的患病风险。
2、目前，溃疡性结肠炎的诊断技术包括临床评估、内镜检查、影像学检查、实验室检验等多种方法。其中，内镜检查虽然准确度高，但为侵入性操作，会给患者带来一定的不适和风险。并且，内镜和病理检查结果受操作者和解释者的经验和技能影响，存在一定的主观性。虽然影像学和实验室测试可以提供有用的信息，但这些方法的敏感性和特异性通常低于内镜检查，不能作为独立诊断工具。
3、对于uc患者来说，精准的诊断与有效的治疗是减轻症状、提升生活质量、减少生活限制的关键。因此，为提高uc诊断的准确性，针对现有uc的诊断技术，寻找更具体、敏感和易于检测的生物标志物，减少对侵入性检查的依赖，对uc的检查与治疗至关重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种溃疡性结肠炎肠道微生物标志物及其应用与溃疡性结肠炎检测模型，可以根据患者的具体情况定制个性化的治疗计划，提高治疗效果和生活质量。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种溃疡性结肠炎肠道微生物标志物，其特征在于，所述微生物标志物
4、本专利技术还提供了一种溃疡性结肠炎肠道微生物标志物在制备治疗溃疡性结肠炎药物上的应用。
5、本专利技术还提供了一种溃疡性结肠炎肠道微生物标志物的应用，所述应用包括用于制备诊断患者是否患有溃疡性结肠炎或患溃疡性结肠炎风险的产品、作为靶点用于溃疡性结肠炎的病情评估和治疗以及构建溃疡性结肠炎检测模型；所述产品包括检测试剂、检测试剂盒和检测芯片中的任意一种。
6、本专利技术还提供了一种溃疡性结肠炎检测模型的构建方法，包括如下步骤：
7、(1)提取溃疡性结肠炎患者和健康人群的粪便中总dna，预处理后进行高通量测序，对测序结果进行物种注释与组成谱分析、基因丰度分析、功能注释、差异分析；
8、(2)用随机森林筛选溃疡性结肠炎肠道微生物标志物，构建随机森林模型，优化参数，对构建的随机森林模型用训练集和测试集进行训练和测试得到溃疡性结肠炎检测模型；
9、(3)将待测患者的宏基因组及其丰度信息输入溃疡性结肠炎检测模型进行识别。
10、进一步的，在步骤(1)中，所述物种注释与组成谱分析包括：
11、alpha多样性分析、beta多样性分析、菌群样本组成、样本heatmap图、物种互作关联网络分析。
12、进一步的，在步骤(1)中，所述基因丰度分析包括基因core-pan曲线、基因稀释曲线、基因数目的样品间相关性分析。
13、进一步的，在步骤(1)中，所述功能注释包括：kegg数据率功能注释分析、humann3、ko功能丰度及分析、module功能丰度及分析、pathway功能丰度及分析。
14、进一步的，在步骤(1)中，所述差异分析包括：lefse分析、优势物种差异、多元方差分析、秩和检验差异。
15、进一步的，在步骤(2)中，所述优化参数时的参数根据gridsearchcv确定。
16、本专利技术与现有技术相比的有益效果为：
17、(1)本专利技术提供了用于检测溃疡性结肠炎的肠道微生物标志物，可通过分析溃疡性结肠炎患者的肠道微生物标志物构成，监测患者肠道微生物标志物的变化，可指导溃疡性结肠炎患者肠道微生态的调整，为每位uc患者量身打造个性化治疗方案，恢复溃疡性结肠炎患者肠道的正常菌群，提高治疗效果。
18、(2)本专利技术从宏基因组数据中提取与溃疡性结肠炎发病机制相关的生物标志物，采用随机森林算法来构建预测模型，使用随机森林算法来构建随机森林模型，并对构建的随机森林模型用训练集和测试集进行训练和测试得到溃疡性结肠炎检测模型。本专利技术的溃疡性结肠炎检测模型能够更精确地辨识出溃疡性结肠炎(uc)患者与健康人群之间的肠道菌群差异。本专利技术溃疡性结肠炎检测模型的roc曲线靠近左上角，在各个阈值下都有较高的真阳性率，auc值达到了0.8106，表明本专利技术的溃疡性结肠炎检测模型在区分正负样本时表现良好。
19、(3)本专利技术的溃疡性结肠炎检测模型可实现溃疡性结肠炎的早期诊断，可以避免不必要的医疗检查与治疗程序，帮助患者节省医疗成本。此外，本专利技术的溃疡性结肠炎检测模型可持续监测肠道微生物标志物的变化，将微生物组学和机器学习结合起来，不仅能评估治疗成效，还能根据实际情况灵活调整治疗方案，为患者提供了一个全新的预后评估工具，更进一步增强了对uc的认知，推动了微生物组学在临床医疗领域的广泛应用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种溃疡性结肠炎肠道微生物标志物，其特征在于，所述肠道微生物标志物包括以下菌种：直肠真杆菌（Eubacterium_rectale）、单形拟杆菌（Bacteroides_uniformis）、内脏拟杆菌（Odoribacter-splanchnicus）、卵形拟杆菌（Bacteroides_ovatus）、两歧双歧杆菌（Bifidobacterium_bifidum）、普通拟杆菌（Bacteroides_vulgatus）、沙氏别样杆菌（Alistipes_shahii）、扭链地中海菌（Ruminococcus_torques）、挑剔真杆菌（Eubacterium_eligens）、腐烂别样杆菌（Alistipes_putredinis）、粪拟杆菌（Bacteroides_faecis_CAG_32）。
2.一种权利要求1所述溃疡性结肠炎肠道微生物标志物在制备治疗溃疡性结肠炎药物上的应用。
3.一种权利要求1所述的溃疡性结肠炎肠道微生物标志物的应用，其特征在于，所述应用包括用于制备诊断患者是否患有溃疡性结肠炎或患溃疡性结肠炎风险的产品、作为靶点用于溃疡
4.一种构建溃疡性结肠炎检测模型的方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述构建溃疡性结肠炎检测模型的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述物种注释与组成谱分析包括：
6.根据权利要求4所述构建溃疡性结肠炎检测模型的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述基因丰度分析包括基因Core-Pan曲线、基因稀释曲线、基因数目的样品间相关性分析。
7.根据权利要求4所述构建溃疡性结肠炎检测模型的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述功能注释包括：KEGG数据率功能注释分析、HUMAnN3、KO功能丰度及分析、Module功能丰度及分析、Pathway功能丰度及分析。
8.根据权利要求4所述构建溃疡性结肠炎检测模型的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述差异分析包括：Lefse分析、优势物种差异、多元方差分析、秩和检验差异。
9.根据权利要求4所述构建溃疡性结肠炎检测模型的方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述优化参数时的参数根据GridSearchCV确定。
...【技术特征摘要】
1.一种溃疡性结肠炎肠道微生物标志物，其特征在于，所述肠道微生物标志物包括以下菌种：直肠真杆菌（eubacterium_rectale）、单形拟杆菌（bacteroides_uniformis）、内脏拟杆菌（odoribacter-splanchnicus）、卵形拟杆菌（bacteroides_ovatus）、两歧双歧杆菌（bifidobacterium_bifidum）、普通拟杆菌（bacteroides_vulgatus）、沙氏别样杆菌（alistipes_shahii）、扭链地中海菌（ruminococcus_torques）、挑剔真杆菌（eubacterium_eligens）、腐烂别样杆菌（alistipes_putredinis）、粪拟杆菌（bacteroides_faecis_cag_32）。
2.一种权利要求1所述溃疡性结肠炎肠道微生物标志物在制备治疗溃疡性结肠炎药物上的应用。
3.一种权利要求1所述的溃疡性结肠炎肠道微生物标志物的应用，其特征在于，所述应用包括用于制备诊断患者是否患有溃疡性结肠炎或患溃疡性结肠炎风险的产品、作为靶点用于溃疡性结肠炎的病情评估和治疗以及构建...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玉丹，吕婉月，强旭，赵慧瑶，李春娥，朱峰，
申请(专利权)人：缮菌西安生物医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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