專利名稱：基于生物芯片的抗抑郁藥物療效風(fēng)險評估系統(tǒng)及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物芯片，特別涉及基于生物芯片的抗抑郁藥物療效風(fēng)險評估系統(tǒng)背景技術(shù) 抑郁癥(Major depression disorder,MDD)是以持續(xù)情感低落或興趣減退為主要臨床特征的心境障礙，據(jù)WHO傷殘調(diào)整年計算，其所致傷殘高居人類疾病第二位，終生患病率高達(dá)15% -17%,15% -25%患者最終自殺成功，并且多數(shù)患者為反復(fù)發(fā)作病程，因此臨床治療高度強(qiáng)調(diào)了規(guī)范、全程甚至終生抗抑郁劑應(yīng)用的重要性。自80年代選擇性5-HT再攝取抑制劑(SSRIs)問世以來，各種新型抗抑郁劑以其臨床總體安全性和耐受性較好而得到臨床廣泛應(yīng)用，然而十分遺憾的是，抗抑郁劑治療存在十分顯著的個體差異，部分患者出現(xiàn)嚴(yán)重不良反應(yīng)，30-40%患者治療無顯效，20%成為難治性抑郁；而且，抗抑郁劑治療后即刻導(dǎo)致突觸間隙5-HT/NE增高，而臨床起效通常需2-3周，充分顯效需4-6周，部分患者因不良反應(yīng)提早終止使用，造成早期復(fù)發(fā)率增加，期間自殺風(fēng)險顯著提高，抗抑郁劑治療的起效延遲和個體差異明顯造成療效早期預(yù)測困難，這已成為極為普遍而突出的臨床問題。目前，臨床上尚無一種方法可以對抗抑郁劑治療效應(yīng)進(jìn)行預(yù)測，因此，研究出一種可以對抑郁癥的“基因-環(huán)境-藥物療效”整體模型的風(fēng)險進(jìn)行評估和預(yù)測的方法成了擺在我們面前迫切需要解決的重大課題。模糊數(shù)學(xué)，是一種研究和處理模糊性現(xiàn)象的數(shù)學(xué)理論和方法。隨著數(shù)學(xué)探討的深入，人們先后嘗試著用模糊理論解決現(xiàn)實中的問題，出現(xiàn)了模糊技術(shù)。四十多年來，它發(fā)展非常迅速，其理論和應(yīng)用已涉及自然科學(xué)、社會科學(xué)和思維科學(xué)等諸多領(lǐng)域。盡管引起爭論的理論問題尚沒有解決，但其成功的應(yīng)用引起了人們的廣泛重視。模糊技術(shù)一直沿著“少爭論、多實踐”的路線在發(fā)展。目前在國外，很多國家正在致力于這一領(lǐng)域的研究與臨床應(yīng)用。最近十多年來，模糊推理研究已經(jīng)在醫(yī)學(xué)發(fā)展前沿得到了足夠重視，并發(fā)揮了重要的作用，但在抗抑郁藥物療效評估領(lǐng)域尚未出現(xiàn)類似應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于本發(fā)明將利用計算機(jī)軟件技術(shù)將模糊推理系統(tǒng)方法及數(shù)學(xué)模型固化下來，為抗抑郁劑的臨床應(yīng)用和療效評價及預(yù)測提供依據(jù)，并可根據(jù)實際病例的治療結(jié)果對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化。技術(shù)方案基于生物芯片的抗抑郁藥物療效風(fēng)險評估系統(tǒng)，其特征在于包括生物芯片，療效風(fēng)險評估系統(tǒng)。所述的生物芯片含有載體與生物探針，所述的生物探針含有序列為Seq NO :1-66,所述的序列末端經(jīng)熒光標(biāo)記修飾。所述的療效風(fēng)險評估系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫管理模塊、病例管理模塊、學(xué)習(xí)優(yōu)化模塊以及療效評估模塊。所述的學(xué)習(xí)優(yōu)化模塊，具體為這多個層中的權(quán)重統(tǒng)一放在一個向量中Wi = {wn, A , WnJ其中n即為文中所涉及到的所有權(quán)重的總數(shù)，i代表第i組權(quán)重，因此上面的Wi即為一組完整的權(quán)重；這樣的權(quán)重用計算機(jī)隨機(jī)生成，其中的每一個數(shù)都在
之間即可，總共生成20個這樣的完整權(quán)重，即Wi = {wn，A，wni}，i = 1，2，A，20 ;將已有的病人數(shù)據(jù)按服藥類型分成兩組，一組是服用SSRI類藥物的病人，一組是服用SNRI類藥物的病人；對兩類病人數(shù)據(jù)分別提取30個數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，對權(quán)重進(jìn)行優(yōu)化，分別得到對應(yīng)SSRI類藥物的模型權(quán)重體系和對應(yīng)SNRI類藥物的模型權(quán)重體系；并將剩下的病人數(shù)據(jù)作為檢測數(shù)據(jù)，檢查模型構(gòu)建的合理性；算法如下首先偏差定義如下
權(quán)利要求
1.基于生物芯片的抗抑郁藥物療效風(fēng)險評估系統(tǒng)，其特征在于包括生物芯片，療效風(fēng)險評估系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于生物芯片的抗抑郁藥物療效風(fēng)險評估系統(tǒng)，其特征在于所述的生物芯片含有載體與生物探針，所述的生物探針含有序列為SeqNO :1_66，所述的序列末端經(jīng)突光標(biāo)記修飾。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于生物芯片的抗抑郁藥物療效風(fēng)險評估系統(tǒng)，其特征在于所述的療效風(fēng)險評估系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫管理模塊、病例管理模塊、學(xué)習(xí)優(yōu)化模塊以及療效評估模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于生物芯片的抗抑郁藥物療效風(fēng)險評估系統(tǒng)，其特征在于學(xué)習(xí)優(yōu)化模塊，具體為 這多個層中的權(quán)重統(tǒng)一放在一個向量中Wi = {wu, A , WnJ 其中η即為文中所涉及到的所有權(quán)重的總數(shù)，i代表第i組權(quán)重，因此上面的Wi即為一組完整的權(quán)重；這樣的權(quán)重用計算機(jī)隨機(jī)生成，其中的每一個數(shù)都在
之間即可，總共生成20個這樣的完整權(quán)重，即Wi = {wn，A , wni}, i = 1，2，Λ，20 ; 將已有的病人數(shù)據(jù)按服藥類型分成兩組，一組是服用SSRI類藥物的病人，一組是服用SNRI類藥物的病人；對兩類病人數(shù)據(jù)分別提取30個數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，對權(quán)重進(jìn)行優(yōu)化，分別得到對應(yīng)SSRI類藥物的模型權(quán)重體系和對應(yīng)SNRI類藥物的模型權(quán)重體系；并將剩下的病人數(shù)據(jù)作為檢測數(shù)據(jù)，檢查模型構(gòu)建的合理性；算法如下 首先偏差定義如下，
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于生物芯片的抗抑郁藥物療效風(fēng)險評估系統(tǒng)，其特征在于所述的療效評估模塊含有模糊推理計算方法，具體為 A、模糊化算法的選取 先由醫(yī)院的專家對各個指標(biāo)和療效直接的關(guān)系建立模糊規(guī)則表，之后選取合適的經(jīng)典函數(shù)模型，再通過具體數(shù)據(jù)的模糊統(tǒng)計的模擬運(yùn)算校正參數(shù)，得到較為符合實際情況的結(jié)果；比如，對于專家經(jīng)驗，if負(fù)性事件分較高，then療效較差。我們相對應(yīng)的選取分段線性函數(shù)來模擬這一模糊規(guī)則，通過已有病例數(shù)據(jù)的模糊統(tǒng)計運(yùn)算，最終構(gòu)建負(fù)性事件分對療效的隸屬函數(shù)為
6.一種基于生物芯片的抗抑郁藥物療效風(fēng)險評估系統(tǒng)的應(yīng)用，其特征在于按如下步驟實現(xiàn) A、臨床患者的入組評估和數(shù)據(jù)采集對符合入組標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)的患者進(jìn)行入組評估和采集相關(guān)臨床資料，并將上述患者分為SSRI藥物治療組和SNRI藥物治療組； B、藥物基因組學(xué)研究通過遺傳標(biāo)記篩選出與抗抑郁藥物療效相關(guān)的易感基因單核苷酸多態(tài)性位點； C、根據(jù)步驟(B)的易感基因單核苷酸多態(tài)性位點(SNP)設(shè)計探針，所述的生物探針含有序列為Seq NO : 1_66，所述的探針為一對寡核苷酸序列標(biāo)簽探針即野生型標(biāo)簽探針和突變型標(biāo)簽探針； D、建立依據(jù)步驟(C)獲得探針的生物芯片 E、將患者的基因組DNA擴(kuò)增產(chǎn)物ssDNA與生物芯片中野生和突變型標(biāo)簽探針雜交，并進(jìn)行檢測；F、將步驟(A)獲得患者數(shù)據(jù)和步驟(E)獲得檢測數(shù)據(jù)一同輸入療效風(fēng)險評估系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理模塊、病例管理模塊，后通過療效評估模塊，分別對病人服用SSRI類藥物的療效情況和SNRI類藥物的療效情況進(jìn)行評估，最終預(yù)測病人服用哪一類藥物的效果更好；當(dāng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)達(dá)到一定規(guī)模，還可以通過學(xué)習(xí)優(yōu)化模塊，對預(yù)測模型進(jìn)行優(yōu)化。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物芯片，特別涉及基于生物芯片的抗抑郁藥物療效風(fēng)險評估系統(tǒng)；基于生物芯片的抗抑郁藥物療效風(fēng)險評估系統(tǒng)，其特征在于由生物芯片，學(xué)習(xí)優(yōu)化模塊，療效評估模塊，數(shù)據(jù)庫管理模塊和病例管理模塊構(gòu)成。具有不斷學(xué)習(xí)和優(yōu)化的能力，它的應(yīng)用和推廣將為抑郁癥的臨床治療效應(yīng)預(yù)測提供一個明確便利的手段，并產(chǎn)生深遠(yuǎn)的社會影響。
文檔編號G06F19/10GK102634450SQ20121005134
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者史艷艷, 張志珺, 徐治, 李 東, 李剛, 浦夢佳, 耿磊鈺, 花小健, 韓正忠 申請人:東南大學(xué)