[发明专利]一种用于预测子痫前期风险的基因组合、子痫前期风险预测模型及其构建方法

说明书

一种用于预测子痫前期风险的基因组合、子痫前期风险预测模型及其构建方法，属于生物医学领域，本发明利用基因多态性检测，筛选出易感基因499个，结合46个临床检测数据，利用计算机深度学习方法，制备子痫前期风险预测模型，可以实现子痫前期风险的预测。本发明的模型设计主要依赖于计算机机器学习中的随机森林算法，将基因多态性检测结果与临床检测数据转化为构建模型所需的数字特征向量，随机森林中决策树的数量设置为1000棵，训练过程采用有放回地随机抽样方法来构建训练集，将袋外错误率样本(未抽取到的样本)作为测试集来计算模型的误差率。

技术领域

本发明属于生物医学技术领域，具体涉及一种用于预测子痫前期风险的基因组合、子痫前期风险预测模型及其构建方法。

背景技术

子痫前期是指妊娠20周以后，出现血压升高和蛋白尿，并可出现头痛、眼花、恶心、呕吐、上腹不适等症状。子痫是由子痫前期发展成更为严重的症状，引起抽搐发作或昏迷，可导致严重的母儿并发症。子痫前期的发生率约为孕妇的5-10％，初产妇、有高血压及血管疾病的孕妇更为常见。子痫前期根据发病时间的早晚，分为早发型和晚发型子痫前期。早发型子痫前期是指在妊娠34周前发病的子痫前期，由于发病早，胎儿尚未成熟，因此对孕产妇的影响尤为严重。由于子痫前期和子痫的病因尚不清楚，多因素在其中发挥作用，主要包括遗传因素、营养、免疫、代谢、生活习惯等，是一种环境与遗传多因素共同发挥作用的疾病。一项超过32000名女性参与的的荟萃分析结果证实，在对于本病高风险人群，在妊娠中期口服阿司匹林可以降低15％的发病风险，也是防治本病的一个重要突破口。显然，单纯依赖阿司匹林并不能完全预防本病的发生。因此从多角度挖掘本病的致病原因，针对于每个个体进行个性化综合评估，在疾病发生之前进行准确的预测高危人群，成为高危产科医生近年来研究的热点。

子痫前期的遗传易感性在国内外均有报道，其中较为常见的表现是基因多态性变化。基因多态性是指在一个生物群体中，同时和经常存在两种或多种不连续的变异型或基因型(genotype)或等位基因(allele)，亦称遗传多态性(genetic polymorphism)或基因多态性。生物群体基因多态性现象十分普遍，通常分为3大类：DNA片段长度多态性、DNA重复序列多态性、单核苷酸多态性。人类基因多态性在阐明人体对疾病、毒物的易感性与耐受性，疾病临床表现的多样性，以及对药物治疗的反应性上都起着重要的作用。基因多态性是目前复杂性疾病的重要发病机制之一，而子痫前期这一疾病，也有大篇幅的多种SNP位点被广泛报道。但是，目前尚未证实某一单基因是子痫前期的直接致病基因。而环境因素也广泛参与其中，例如营养、代谢、免疫、BMI、甲状腺功能异常等，这些所谓的环境因素其实也存在着各自的遗传背景，那么，就很难区别这些环境因素是否与子痫前期存在共同的遗传背景。

此外，基因遗传本身存在明显的种族和地域差异，在不同种族中，基因的作用存在明显差异，因此，其它民族的研究成果无法在我国照搬应用，我国必需设计本民族自发研究的基因panel。基因检测Panel是高通量基因检测和基因测序发展起来后用的一个词语，它是指在检测中不只是检测一个位点、一个基因，而是同时检测多个基因和多个位点，这些位点和基因需要按照一个标准进行选择和组合，从而构成一个基因检测Panel。因此，基因检测Panel可以翻译成为基因组合。因此，基因Panel实际上是一个基因组合，在基因检测中使用基因Panel所检测的基因比单一的位点要多，比PCR技术检测的序列要长，相对来说，获得的基因信息量要多一些。