[发明专利]一种人体肠道健康状态的特征表达方法及其评估方法

权利要求书

1.一种人体肠道健康状态的特征表达方法，其特征在于，其包括：

步骤S1，准备A组样本和B组样本，其中A组样本中每种菌种的平均相对丰度小于θ_Ar，B组样本存在平均相对丰度大于θ_Br的菌种；

步骤S2，计算各个菌种在A组样本和B组样本的频率和相对丰度，得到A组样本的优势菌集合GA和B组样本的优势菌集合GB；

步骤S3，根据输入样本的各个菌种的相对丰度，得到输入样本的alpha多样性参数；

步骤S4，根据A组中各个样本不同菌种的相对丰度，得到A组样本的聚类中心点和聚类半径radius_A；并根据输入样本的不同菌种的相对丰度，计算输入样本和A组各样本的欧氏距离，得到输入样本与A组样本的欧氏距离最小值min_A_distance；计算输入样本和B组各样本的欧氏距离，得到输入样本与B组样本的欧氏距离最小值min_B_distance；

若min_A_distancemin_B_distance，则采用如下公式计算得到相似度similarity；

similarity＝(radius_A-distance)/radius_A；

其中，distance为输入样本与A组样本的聚类中心点的欧式距离；

若min_A_distance≥min_B_distance，则similarity＝0；

步骤S5，计算输入样本中优势菌集合GA的集体丰度T_A，以及输入样本中优势菌集合GB的集体丰度T_B，采用如下公式计算得到输入样本的健康系数factor；

factor＝log₁₀(T_A/T_B)。

2.根据权利要求1所述的人体肠道健康状态的特征表达方法，其特征在于：步骤S1中，对样本进行预处理，删掉不合格样本。

3.根据权利要求2所述的人体肠道健康状态的特征表达方法，其特征在于：对于A组样本，过滤掉有疾病史和抗生素服用史的样本。

4.根据权利要求3所述的人体肠道健康状态的特征表达方法，其特征在于：步骤S2中，

菌种j在A组样本中的频率为P_A,j＝c_A,j/N_A；

菌种j在B组样本中的频率为P_B,j＝c_B,j/N_B；

其中，j为菌种的序号，c_A,j为A组样本中含有菌种j的样本数，N_A为A组样本的总数；c_B,j为B组样本中含有菌种j的样本数，N_B为B组样本的总数；

菌种j在A组样本中所有样本中的平均相对丰度为

其中，i为A组样本中的样本序号，r_i,j为菌种j在样本i中的相对丰度；

菌种j在B组样本中所有样本中的平均相对丰度为

其中，k为B组样本中的样本序号，r_k,j为菌种j在样本k中的相对丰度；

计算A组样本、B组样本菌群中不同菌种的频率差异参数dP_AB,j＝P_A,j-P_B,j，

计算A组样本、B组样本菌群中不同菌种的相对丰度差异参数dR_AB,j＝AR_A,j-AR_B,j；

若菌种j满足dP_AB,j≥θ_p1＞0，dR_AB,j≥θ_R1＞0，则筛选为A组的优势菌种，这些菌种记为优势菌集合GA；若菌种j满足dP_BA,j≥θ_p2＞0，dR_BA,j≥θ_R2＞0，则筛选为B组的优势菌种，这些菌种记为优势菌集合GB；其中，θ_p1为A组优势菌种的频率阈值，θ_R1为A组优势菌种的丰度阈值，θ_p2为B组优势菌种的频率阈值，θ_R2为B组优势菌种的丰度阈值。