本發(fā)明專利技術(shù)提供一種代謝路徑查詢方法、裝置、設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。該方法的一種具體實(shí)施方式包括：獲取待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)和待查詢實(shí)體名稱；將上述待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)映射到預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)體節(jié)點(diǎn)，上述預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)包括至少兩個(gè)實(shí)體節(jié)點(diǎn)，其中，每個(gè)實(shí)體節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)有實(shí)體節(jié)點(diǎn)類型；基于上述預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)和與上述待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)映射的各實(shí)體節(jié)點(diǎn)，生成映射后代謝網(wǎng)絡(luò)；在上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中查詢以上述待查詢實(shí)體名稱對(duì)應(yīng)的實(shí)體節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)的代謝路徑。該方法實(shí)現(xiàn)了在圖數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)代謝路徑進(jìn)行查詢，并具有良好的準(zhǔn)確率和效率。有良好的準(zhǔn)確率和效率。有良好的準(zhǔn)確率和效率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
代謝路徑查詢方法、裝置、設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)
[0001]本專利技術(shù)涉及數(shù)據(jù)查詢領(lǐng)域，尤其涉及代謝路徑查詢方法、裝置、設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。
技術(shù)介紹
[0002]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，建立行之有效的信息系統(tǒng)以充分有效地管理和利用各類信息資源，是進(jìn)行科學(xué)研究和決策管理的前提條件，因此，作為信息系統(tǒng)核心和基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
[0003]在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，系統(tǒng)生物學(xué)中一大重要任務(wù)為對(duì)生物化學(xué)反應(yīng)的解析、注釋和連接。隨著已知生化反應(yīng)數(shù)量的增長(zhǎng)，傳統(tǒng)研究代謝反應(yīng)通路的手段逐漸無(wú)法滿足需求。Human
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GEM等基因組規(guī)模代謝模型的構(gòu)建推進(jìn)了計(jì)算生物學(xué)對(duì)于代謝反應(yīng)的模擬，但類似模型仍需要大量人工整理和維護(hù)，且不同模型之間由于格式規(guī)范不統(tǒng)一很難整合分析。此外，近年來(lái)基因組學(xué)、代謝組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)等技術(shù)手段的發(fā)展和數(shù)據(jù)規(guī)模的增長(zhǎng)使得多種疾病的早期檢測(cè)成為可能。因此，開發(fā)用于對(duì)多組學(xué)數(shù)據(jù)在代謝反應(yīng)通路上的映射和整合分析，特別是查詢代謝路徑的方法迫在眉睫。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0004]本專利技術(shù)提供了一種代謝路徑查詢方法，可用于解決相關(guān)技術(shù)中查詢效率低、運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。
[0005]第一方面，本專利技術(shù)的實(shí)施例提供了一種代謝路徑查詢方法，上述方法包括：獲取待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)和待查詢實(shí)體名稱；將上述待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)映射到預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)體節(jié)點(diǎn)，上述預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)包括至少兩個(gè)實(shí)體節(jié)點(diǎn)，其中，每個(gè)實(shí)體節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)有實(shí)體節(jié)點(diǎn)類型；基于上述預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)和與上述待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)映射的各實(shí)體節(jié)點(diǎn)，生成映射后代謝網(wǎng)絡(luò)；在上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中查詢以上述待查詢實(shí)體名稱對(duì)應(yīng)的實(shí)體節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)的代謝路徑。
[0006]在一些可選的實(shí)施方式中，在上述生成映射后代謝網(wǎng)絡(luò)之后，上述方法還包括：計(jì)算上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)類型為反應(yīng)節(jié)點(diǎn)的實(shí)體節(jié)點(diǎn)的反應(yīng)活性水平；以及上述在上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中查詢以上述待查詢實(shí)體名稱對(duì)應(yīng)的實(shí)體節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)的代謝路徑之后，上述方法還包括：對(duì)于查詢到的每條代謝路徑，執(zhí)行以下路徑評(píng)分計(jì)算操作：基于該條代謝路徑的起始代謝物節(jié)點(diǎn)與終止代謝物節(jié)點(diǎn)之間的相似度，確定該條代謝路徑的第一指標(biāo)值；基于該條代謝路徑中的反應(yīng)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)活性水平，確定該條代謝路徑的第二指標(biāo)值；基于該條代謝路徑的路徑長(zhǎng)度，確定該條代謝路徑的第三指標(biāo)值；按照第一預(yù)設(shè)權(quán)重、第二預(yù)設(shè)權(quán)重和第三預(yù)設(shè)權(quán)重對(duì)該條代謝路徑的第一指標(biāo)值、第二指標(biāo)值和第三指標(biāo)值進(jìn)行加權(quán)求和，得到該條代謝路徑的路徑評(píng)分。
[0007]在一些可選的實(shí)施方式中，上述方法還包括：將查詢得到的各代謝路徑中路徑評(píng)分滿足預(yù)設(shè)評(píng)分條件的代謝路徑確定為查詢結(jié)果代謝路徑；輸出各上述查詢結(jié)果代謝路徑。
[0008]在一些可選的實(shí)施方式中，上述代謝網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間的連接關(guān)系，其中，多個(gè)上述節(jié)點(diǎn)之間基于上述預(yù)設(shè)實(shí)體關(guān)系有方向地相連，其中，上述節(jié)點(diǎn)類型包括：反應(yīng)節(jié)點(diǎn)、通路節(jié)點(diǎn)、代謝物節(jié)點(diǎn)、基因產(chǎn)物節(jié)點(diǎn)、基因產(chǎn)物組節(jié)點(diǎn)、基因產(chǎn)物復(fù)合體節(jié)點(diǎn)、細(xì)胞區(qū)室節(jié)點(diǎn)、引文節(jié)點(diǎn)、物種節(jié)點(diǎn)、額外信息節(jié)點(diǎn)。
[0009]在一些可選的實(shí)施方式中，上述計(jì)算上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)類型為反應(yīng)節(jié)點(diǎn)的實(shí)體節(jié)點(diǎn)的反應(yīng)活性水平，包括：對(duì)于上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)反應(yīng)節(jié)點(diǎn)，執(zhí)行以下活性水平計(jì)算操作：以該反應(yīng)節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)，在上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行深度優(yōu)先搜索或廣度優(yōu)先搜索，得到搜索路徑；確定所得到的各搜索路徑所包括的基因產(chǎn)物節(jié)點(diǎn)；對(duì)于所確定的每個(gè)基因產(chǎn)物節(jié)點(diǎn)，確定與該基因產(chǎn)物節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的來(lái)源實(shí)體節(jié)點(diǎn)，其中，上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中存在從與該基因產(chǎn)物節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的來(lái)源實(shí)體節(jié)點(diǎn)指向該基因產(chǎn)物節(jié)點(diǎn)的連接線，上述來(lái)源實(shí)體節(jié)點(diǎn)為基因產(chǎn)物組節(jié)點(diǎn)或者基因產(chǎn)物復(fù)合體節(jié)點(diǎn)；基于所得到的各來(lái)源實(shí)體節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，按照預(yù)設(shè)計(jì)算規(guī)則計(jì)算該反應(yīng)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的活性水平。
[0010]在一些可選的實(shí)施方式中，上述待查詢實(shí)體名稱為待查詢代謝物實(shí)體名稱，上述預(yù)設(shè)實(shí)體關(guān)系為消耗代謝反應(yīng)；以及上述在上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中查詢以上述待查詢實(shí)體名稱對(duì)應(yīng)的實(shí)體節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)的代謝路徑，包括：在上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中查詢以上述待查詢實(shí)體名稱對(duì)應(yīng)的代謝物實(shí)體節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)和終點(diǎn)的代謝路徑，響應(yīng)于上述代謝路徑查詢過(guò)程中滿足至少一個(gè)終止查詢條件，結(jié)束上述代謝路徑查詢。
[0011]在一些可選的實(shí)施方式中，上述至少一個(gè)終止查詢條件，包括：代謝路徑達(dá)到預(yù)設(shè)長(zhǎng)度；代謝路徑的當(dāng)前終點(diǎn)實(shí)體節(jié)點(diǎn)為代謝物節(jié)點(diǎn)，且上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中不存在以該當(dāng)前終點(diǎn)實(shí)體節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)以反應(yīng)節(jié)點(diǎn)為終點(diǎn)的連接線；代謝路徑經(jīng)過(guò)的反應(yīng)節(jié)點(diǎn)或代謝物節(jié)點(diǎn)屬于預(yù)設(shè)黑名單實(shí)體節(jié)點(diǎn)集合。
[0012]第二方面，本專利技術(shù)的實(shí)施例提供了一種代謝路徑查詢裝置，包括：獲取單元，被配置成獲取待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)和待查詢實(shí)體名稱；映射單元，被配置成將上述待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)映射到預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)體節(jié)點(diǎn)，上述預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)包括至少兩個(gè)實(shí)體節(jié)點(diǎn)；生成單元，被配置成基于上述預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)和與上述待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)映射的各實(shí)體節(jié)點(diǎn)，生成映射后代謝網(wǎng)絡(luò)；查詢單元，被配置成在上述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中查詢以上述待查詢實(shí)體名稱對(duì)應(yīng)的實(shí)體節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)的代謝路徑。
[0013]第三方面，本專利技術(shù)的實(shí)施例提供了一種電子設(shè)備，包括：一個(gè)或多個(gè)處理器；存儲(chǔ)裝置，其上存儲(chǔ)有一個(gè)或多個(gè)程序，當(dāng)上述一個(gè)或多個(gè)程序被上述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得上述一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)如第一方面中任一實(shí)現(xiàn)方式描述的方法。
[0014]第四方面，本專利技術(shù)的實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其中，上述計(jì)算機(jī)程序被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面中任一實(shí)現(xiàn)方式描述的方法。
[0015]為了提高現(xiàn)有代謝路徑查詢方法的效果，本專利技術(shù)的實(shí)施例提供的代謝路徑查詢方法、裝置、電子設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)將用戶傳入的多組學(xué)數(shù)據(jù)映射到圖數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)上，構(gòu)建代謝網(wǎng)絡(luò)，在給定代謝物(待查詢實(shí)體名稱)時(shí)尋找反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中消耗該代謝物的可能路徑，首先從給定代謝物節(jié)點(diǎn)出發(fā)，按照?qǐng)D數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)體關(guān)系進(jìn)行搜索，返回所有可能的消耗該代謝物的反應(yīng)路徑。對(duì)于返回的所有可能反應(yīng)路徑，隨后按照每條路徑中反應(yīng)活性水平、最終代謝物與起始代謝物結(jié)構(gòu)相似度結(jié)構(gòu)及路徑長(zhǎng)度在用戶給定權(quán)重下進(jìn)行打
分，最終得分最高的路徑被返回作為代謝路徑結(jié)果。該方法實(shí)現(xiàn)了在圖數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)代謝路徑進(jìn)行查詢，并具有良好的準(zhǔn)確率和效率。
附圖說(shuō)明
[0016]通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本專利技術(shù)的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。附圖僅用于示出具體實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本專利技術(shù)的限制。在附圖中：
[0017]圖1是本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例可以應(yīng)用于其中的示例性系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0018]圖2是根據(jù)本專利技術(shù)的代謝路徑查詢方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
[0019]圖3是根據(jù)本專利技術(shù)的代謝路徑查詢裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是適于用來(lái)實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的實(shí)施例的電子設(shè)備的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。可以本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種代謝路徑查詢方法，所述方法包括：獲取待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)和待查詢實(shí)體名稱；將所述待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)映射到預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)體節(jié)點(diǎn)，所述預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)包括至少兩個(gè)實(shí)體節(jié)點(diǎn)，其中，每個(gè)實(shí)體節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)有實(shí)體節(jié)點(diǎn)類型；基于所述預(yù)設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)和與所述待查詢組學(xué)數(shù)據(jù)映射的各實(shí)體節(jié)點(diǎn)，生成映射后代謝網(wǎng)絡(luò)；在所述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中查詢以所述待查詢實(shí)體名稱對(duì)應(yīng)的實(shí)體節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)的代謝路徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在所述生成映射后代謝網(wǎng)絡(luò)之后，所述方法還包括：計(jì)算所述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)類型為反應(yīng)節(jié)點(diǎn)的實(shí)體節(jié)點(diǎn)的反應(yīng)活性水平；以及所述在所述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中查詢以所述待查詢實(shí)體名稱對(duì)應(yīng)的實(shí)體節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)的代謝路徑之后，所述方法還包括：對(duì)于查詢到的每條代謝路徑，執(zhí)行以下路徑評(píng)分計(jì)算操作：基于該條代謝路徑的起始代謝物節(jié)點(diǎn)與終止代謝物節(jié)點(diǎn)之間的相似度，確定該條代謝路徑的第一指標(biāo)值；基于該條代謝路徑中的反應(yīng)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)活性水平，確定該條代謝路徑的第二指標(biāo)值；基于該條代謝路徑的路徑長(zhǎng)度，確定該條代謝路徑的第三指標(biāo)值；按照第一預(yù)設(shè)權(quán)重、第二預(yù)設(shè)權(quán)重和第三預(yù)設(shè)權(quán)重對(duì)該條代謝路徑的第一指標(biāo)值、第二指標(biāo)值和第三指標(biāo)值進(jìn)行加權(quán)求和，得到該條代謝路徑的路徑評(píng)分。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述方法還包括：將查詢得到的各代謝路徑中路徑評(píng)分滿足預(yù)設(shè)評(píng)分條件的代謝路徑確定為查詢結(jié)果代謝路徑；輸出各所述查詢結(jié)果代謝路徑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述代謝網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間的連接關(guān)系，其中，多個(gè)所述節(jié)點(diǎn)之間基于所述預(yù)設(shè)實(shí)體關(guān)系有方向地相連，其中，所述節(jié)點(diǎn)類型包括：反應(yīng)節(jié)點(diǎn)、通路節(jié)點(diǎn)、代謝物節(jié)點(diǎn)、基因產(chǎn)物節(jié)點(diǎn)、基因產(chǎn)物組節(jié)點(diǎn)、基因產(chǎn)物復(fù)合體節(jié)點(diǎn)、細(xì)胞區(qū)室節(jié)點(diǎn)、引文節(jié)點(diǎn)、物種節(jié)點(diǎn)、額外信息節(jié)點(diǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述計(jì)算所述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)類型為反應(yīng)節(jié)點(diǎn)的實(shí)體節(jié)點(diǎn)的反應(yīng)活性水平，包括：對(duì)于所述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)反應(yīng)節(jié)點(diǎn)，執(zhí)行以下活性水平計(jì)算操作：以該反應(yīng)節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)，在所述映射后代謝網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行深度優(yōu)先搜索或廣度優(yōu)先搜索，得到搜索路徑；確定所得到的各搜索路徑所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周易，高欣，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：百圖生科蘇州智能科技有限公司，
類型：發(fā)明
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