一种治疗方案的推荐方法及系统
阅读：284发布：2020-05-13
专利汇可以提供一种治疗方案的推荐方法及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 治疗 方案 的推荐方法及系统,其中方法包括:S1，接收输入的基因测序结果信息,对基因测序结果信息进行分析得到所有变异基因信息；S2，将所述变异基因信息与精准医疗 知识库 中的预存的 疾病 基因信息进行匹配，判断是否存在对应的疾病基因信息，如果是，执行步骤S3；否则，反馈 风 险信息，结束；S3，根据疾病基因信息从精准医疗知识库中获取疾病治疗方案信息。本发明建立了精准医疗知识库与病例 数据库 ，通过基于药物靶标变异、 肿瘤 驱动基因、变异类型、疾病、药物和药物敏感性的多维数据 算法 ，为肿瘤患者推荐基于基因变异的治疗方案和临床注释。，下面是一种治疗方案的推荐方法及系统专利的具体信息内容。
1.一种治疗方案的推荐方法,其特征在于，包括以下步骤:
S1，接收输入的基因测序结果信息,对基因测序结果信息进行分析得到所有变异基因信息；
S2，将所述变异基因信息与精准医疗知识库中的预存的疾病基因信息进行匹配，判断是否存在对应的疾病基因信息，如果是，执行步骤S3；否则，反馈风险信息，结束；
S3，根据疾病基因信息从精准医疗知识库中获取疾病治疗方案信息。
2.根据权利要求1所述的一种治疗方案的推荐方法,其特征在于，所述精准医疗知识库用于存储多种疾病名称信息、疾病基因信息和疾病治疗方案信息，以及多种药物名称信息及其对应的药理信息；
所述疾病名称信息与疾病基因信息存在一对多的对应关系，所述疾病治疗方案信息与疾病名称信息存在多对一的对应关系；
所述疾病治疗方案信息与药物名称信息存在一对多的对应关系。
3.根据权利要求1所述的一种治疗方案的推荐方法,其特征在于，所述S2中将所述变异基因信息根据标记位点在精准医疗知识库中自动匹配抗药基因、药物毒性基因和疾病分型基因。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种治疗方案的推荐方法,其特征在于，所述步骤S1中对基因测序结果信息进行分析具体包括以下步骤：
根据基因测序结果信息的格式,检测方案选择分析流程；
通过选择的分析流程对基因测序结果信息中的全部或部分信息与参考基因组比对，得到变异基因信息。
5.根据权利要求4所述的一种治疗方案的推荐方法,其特征在于，检测人体中体细胞突变,分析流程兼容靶向捕获测序数据、全外显子组测序数据和全基因组测序数据；
所述分析流程的数据结构为Illumina平台的fastq文件，或者是Iontorrent平台的bam文件。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种治疗方案的推荐方法,其特征在于，还包括S4，将用户基本信息、基因测序结果信息和疾病治疗方案信息存入病例数据库。
7.一种治疗方案的推荐系统,其特征在于，包括:
分析模块，接收输入的基因测序结果信息,对基因测序结果信息进行分析得到所有变异基因信息；
匹配模块，将所述变异基因信息与精准医疗知识库中的预存的疾病基因信息进行匹配，判断是否存在对应的疾病基因信息，如果是，触发方案推荐模块；否则，反馈风险信息，结束；
方案推荐模块，根据疾病基因信息从精准医疗知识库中获取疾病治疗方案信息。
8.根据权利要求7所述的一种治疗方案的推荐系统,其特征在于，所述精准医疗知识库用于存储多种疾病名称信息、疾病基因信息和疾病治疗方案信息，以及多种药物名称信息及其对应的药理信息；
所述疾病名称信息与疾病基因信息存在一对多的对应关系，所述疾病治疗方案信息与疾病名称信息存在多对一的对应关系；
所述疾病治疗方案信息与药物名称信息存在一对多的对应关系。
9.根据权利要求7所述的一种治疗方案的推荐系统,其特征在于，所述匹配模块中将所述变异基因信息根据标记位点在精准医疗知识库中自动匹配抗药基因、药物毒性基因和疾病分型基因。
10.根据权利要求7-9任一项所述的一种治疗方案的推荐系统,其特征在于，所述分析模块中对基因测序结果信息进行分析具体包括以下步骤：
根据基因测序结果信息的格式，检测方案选择分析流程；
通过选择的分析流程对基因测序结果信息中的全部或部分信息与参考基因组比对，得到变异基因信息。
一种治疗方案的推荐方法及系统
技术领域
背景技术
[0002] 据《全球癌症报告2014》显示，2012年中国癌症发病人数为306.5万，约占全球癌症发病人数的1/5；癌症死亡人数为220.5万，约占全球癌症死亡人数的1/4。精准医疗是根据个体的基因特征、环境以及生活习惯进行疾病预防以及治疗的新兴方法。以非小细胞肺癌为例，大约40％的东亚患者是由EGFR基因突变引起，而这40％中约40％患者携带有L858R突变，约50％携带有19号外显子缺失，对EGFR-TKI类药物敏感，而约10％患者携带T790M突变，对EGFR-TKI类药物耐药。
[0003] 通过基因测序检测、分析患者携带的基因突变，就可以准确地给出他/她适用的药物。随着高通量测序技术的快速发展，大数据分析工具的开发，对病人个体进行基因检测，分析其个体基因变异，通过搭建基于循证医学的、整合生物医学文献数据、公用生物医学组学数据和FDA、CFDA、NCCN指南等治疗方案数据的精准医疗知识库对个体基因特征进行临床注释，开发相应的算法推荐个体适用的治疗方案实现精准医疗已成为可能。如何整合和利用这些组学资源也就变成如今与个人健康和精准医疗息息相关的热点问题。国外欧美先进国家本世纪初开始了针对精准医疗大数据处理和利用的研究，建立了各种功能不同，侧重点不一的数据库，已经初步形成精准医疗的标准化体系。我国在基因测序技术上处于国际领先水平，但如何有效的利用和搜集组学数据信息，进行恶性肿瘤精准治疗为我国目前精准医疗领域的重中之重。
发明内容
[0005] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种治疗方案的推荐方法,包括以下步骤:
[0006] S1，接收输入的基因测序结果信息,对基因测序结果信息进行分析得到所有变异基因信息；
[0008] S3，根据疾病基因信息从精准医疗知识库中获取疾病治疗方案信息。
[0009] 本发明的有益效果是：本发明通过基于药物靶标变异、肿瘤驱动基因、变异类型、疾病、药物和药物敏感性的多维数据算法，为肿瘤患者推荐基于基因变异的治疗方案和临床注释。
[0010] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0011] 进一步，所述精准医疗知识库用于存储多种疾病名称信息、疾病基因信息和疾病治疗方案信息，以及多种药物名称信息及其对应的药理信息；
[0012] 所述疾病名称信息与疾病基因信息存在一对多的对应关系，所述疾病治疗方案信息与疾病名称信息存在多对一的对应关系；
[0013] 所述疾病治疗方案信息与药物名称信息存在一对多的对应关系。
[0014] 采用上述进一步方案的有益效果是，基于大型医疗数据建立精准医疗知识库，其涵盖大量与疾病相关的信息和药物信息，使用者通过基因匹配就可以在精准医疗知识库中获得相关信息，能够在第一时间认识到需要做什么， 不会因突然得病而手足无措，对于医生对其实施治疗也具有指向性作用，但本发明提出的治疗方案的推荐方法不能替代正规医院的医生诊疗。
[0015] 进一步，所述S2中将所述变异基因信息根据标记位点在精准医疗知识库中自动匹配抗药基因、药物毒性基因和疾病分型基因等。
[0016] 进一步，所述步骤S1中对基因测序结果信息进行分析具体包括以下步骤：
[0017] 根据基因测序结果信息的格式，检测方案选择分析流程；
[0018] 通过选择的分析流程对基因测序结果信息中的全部或部分信息与参考基因组比对，得到变异基因信息。
[0019] 采用上述进一步方案的有益效果是，不同的基因测序系统得到的基因测试结果信息的格式和大小都不同，根据其格式和大小选择不同的分析流程能够提高分析效率，避免在信息量特别大时仍采用全基因组分析会严重拖慢分析速度。
[0020] 进一步，用于检测人体中体细胞突变,分析流程兼容靶向捕获测序数据、全外显子组测序数据和全基因组测序数据；
[0021] 所述分析流程的数据结构为Illumina平台的fastq文件，或者是Ion torrent平台的bam文件。
[0022] Illumina平台的的fastq的分析流程：去除低质量碱基、采用sliding window算法去除包含较多低质量碱基的测序段片段、去除接头序列污染，进入比对阶段，将测序结果与人类基因组参考序列进行比对，过滤掉比对质量低的碱基序列，得到bam文件，进行变异位点提取，获得基因变异信息，包括单核苷酸变异(SNVs)、基因嵌入和缺失(Indel)；对于全外显子和全基因组测序数据还包括拷贝数变异(CNV)、基因易位(gene translocations)等结构变异，得到VCF文件，进入精准医疗知识库，通过一定的搜索逻辑进行自动化临床意义注释，推荐治疗方案，生成个体化循证 医学报告。Ion torrent平台的bam文件：首先把bam文件转换回fastq文件进行质控，然后进入比对和变异识别，获得基因变异信息，包括单核苷酸变异(SNVs)、基因嵌入和缺失(Indel)、及全外显子组测序的拷贝数变异(CNV)、基因易位(gene translocations)等结构变异，得到VCF文件，进入精准医疗知识库，通过一定的搜索逻辑进行自动化临床意义注释，推荐治疗方案，生成个体化循证医学报告。
[0023] 进一步，还包括S4，将用户基本信息、基因测序结果信息和疾病治疗方案信息存入病例数据库。
[0024] 采用上述进一步方案的有益效果是，通过记录用户基本信息、基因测序结果信息和疾病治疗方案信息，建立病例数据库，可通过后续跟踪了解推荐治疗方案的有效性和本发明所述方法存在的优缺点，对于方案的自动升级进步具有有益效果。
[0025] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种治疗方案的推荐系统,包括:
[0026] 分析模块，接收输入的基因测序结果信息,对基因测序结果信息进行分析得到所有变异基因信息；
[0027] 匹配模块，将所述变异基因信息与精准医疗知识库中的预存的疾病基因信息进行匹配，判断是否存在对应的疾病基因信息，如果是，触发方案推荐模块；否则，反馈风险信息，结束；
[0028] 方案推荐模块，根据疾病基因信息从精准医疗知识库中获取疾病治疗方案信息。
[0029] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0030] 进一步，所述精准医疗知识库用于存储多种疾病名称信息、疾病基因信息和疾病治疗方案信息，以及多种药物名称信息及其对应的药理信息；
[0031] 所述疾病名称信息与疾病基因信息存在一对多的对应关系，所述疾病治 疗方案信息与疾病名称信息存在多对一的对应关系；
[0032] 所述疾病治疗方案信息与药物名称信息存在一对多的对应关系。
[0033] 进一步，所述匹配模块中将所述变异基因信息根据标记位点在精准医疗知识库中自动匹配抗药基因、药物毒性基因和疾病分型基因等。
[0034] 进一步，所述分析模块中对基因测序结果信息进行分析具体包括以下步骤：
[0035] 根据基因测序结果信息的格式，检测方案选择分析流程；
[0036] 通过选择的分析流程对基因测序结果信息中的全部或部分信息与参考基因组比对，得到变异基因信息。
[0037] 进一步，检测人体中体细胞突变,分析流程兼容靶向捕获测序数据、全外显子组测序数据和全基因组测序数据；
[0038] 所述分析流程的数据结构为Illumina平台的fastq文件，或者是Ion torrent平台的bam文件。
[0039] Illumina平台的的fastq的分析流程：去除低质量碱基、采用sliding window算法去除包含较多低质量碱基的测序段片段、去除接头序列污染，进入比对阶段，将测序结果与人类基因组参考序列进行比对，过滤掉比对质量低的碱基序列，得到bam文件，进行变异位点提取，获得基因变异信息，包括单核苷酸变异(SNVs)、基因嵌入和缺失(Indel)；对于全外显子和全基因组测序数据还包括拷贝数变异(CNV)、基因易位(gene translocations)等结构变异，得到VCF文件，进入精准医疗知识库，通过一定的搜索逻辑进行自动化临床意义注释，推荐治疗方案，生成个体化循证医学报告。Ion torrent平台的bam文件：首先把bam文件转换回fastq文件进行质控，然后进入比对和变异识别，获得基因变异信息，包括单核苷酸变异(SNVs)、基因嵌入和缺失(Indel)、及全外显子组测序的拷贝数变异(CNV)、基因易位(gene translocations)等结构变异，得到VCF文件， 进入精准医疗知识库，通过一定的搜索逻辑进行自动化临床意义注释，推荐治疗方案，生成个体化循证医学报告。
[0042] 图2为本发明实施例1所述的一种治疗方案的推荐系统结构示意图。
[0043] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0044] 1、分析模块，2、匹配模块，3、方案推荐模块，4、数据存储模块。
具体实施方式
[0045] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0046] 如图1所示，为本发明实施例1所述的一种治疗方案的推荐方法,包括以下步骤:
[0047] S1，接收输入的基因测序结果信息,对基因测序结果信息进行分析得到所有变异基因信息；
[0048] S2，将所述变异基因信息与精准医疗知识库中的预存的疾病基因信息进行匹配，判断是否存在对应的疾病基因信息，如果是，执行步骤S3；否则，反馈风险信息，结束；
[0049] S3，根据疾病基因信息从精准医疗知识库中获取疾病治疗方案信息。
[0050] 所述精准医疗知识库用于存储多种疾病名称信息、疾病基因信息和疾病治疗方案信息，以及多种药物名称信息及其对应的药理信息；
[0051] 所述疾病名称信息与疾病基因信息存在一对多的对应关系，所述疾病治疗方案信息与疾病名称信息存在多对一的对应关系；
[0052] 所述疾病治疗方案信息与药物名称信息存在一对多的对应关系。
[0053] 所述S2中将所述变异基因信息根据标记位点在精准医疗知识库中自动匹配抗药基因、药物毒性基因和疾病分型基因等。
[0054] 所述步骤S1中对基因测序结果信息进行分析具体包括以下步骤：
[0055] 根据基因测序结果信息的格式，检测方案选择分析流程；
[0056] 通过选择的分析流程对基因测序结果信息中的全部或部分信息与参考基因组比对，得到变异基因信息。
[0057] 检测人体中体细胞突变,分析流程兼容靶向捕获测序数据、全外显子组测序数据和全基因组测序数据；
[0058] 所述分析流程的数据结构为Illumina平台的fastq文件，或者是Ion torrent平台的bam文件。
[0059] Illumina平台的的fastq的分析流程：去除低质量碱基、采用sliding window算法去除包含较多低质量碱基的测序段片段、去除接头序列污染，进入比对阶段，将测序结果与人类基因组参考序列进行比对，过滤掉比对质量低的碱基序列，得到bam文件，进行变异位点提取，获得基因变异信息，包括单核苷酸变异(SNVs)、基因嵌入和缺失(Indel)；对于全外显子和全基因组测序数据还包括拷贝数变异(CNV)、基因易位(gene translocations)等结构变异，得到VCF文件，进入精准医疗知识库，通过一定的搜索逻辑进行自动化临床意义注释，推荐治疗方案，生成个体化循证医学报告。
[0060] Ion torrent平台的bam文件：首先把bam文件转换回fastq文件进行质控，然后进入比对和变异识别，获得基因变异信息，包括单核苷酸变异(SNVs)、基因嵌入和缺失(Indel)、及全外显子组测序的拷贝数变异(CNV)、 基因易位(gene translocations)等结构变异，得到VCF文件，进入精准医疗知识库，通过一定的搜索逻辑进行自动化临床意义注释，推荐治疗方案，生成个体化循证医学报告。
[0061] 其中，外显子测序是指利用序列捕获技术将全基因组外显子区域DNA捕捉并富集后进行高通量测序的基因组分析方法。
[0062] 还包括S4，将用户基本信息、基因测序结果信息和疾病治疗方案信息存入病例数据库。
[0063] 如图2所示，为本发明实施例2所述的一种治疗方案的推荐系统,包括:
[0064] 分析模块1，接收输入的基因测序结果信息,对基因测序结果信息进行分析得到所有变异基因信息；
[0065] 匹配模块2，将所述变异基因信息与精准医疗知识库中的预存的疾病基因信息进行匹配，判断是否存在对应的疾病基因信息，如果是，触发方案推荐模块3；否则，反馈风险信息，结束；
[0066] 方案推荐模块3，根据疾病基因信息从精准医疗知识库中获取疾病治疗方案信息。
[0067] 所述精准医疗知识库用于存储多种疾病名称信息、疾病基因信息和疾病治疗方案信息，以及多种药物名称信息及其对应的药理信息；
[0068] 所述疾病名称信息与疾病基因信息存在一对多的对应关系，所述疾病治疗方案信息与疾病名称信息存在多对一的对应关系；
[0069] 所述疾病治疗方案信息与药物名称信息存在一对多的对应关系。
[0070] 所述匹配模块2中将所述变异基因信息根据标记位点在精准医疗知识库中自动匹配抗药基因、药物毒性基因和疾病分型基因等。
[0071] 所述分析模块1中对基因测序结果信息进行分析具体包括以下步骤：
[0072] 根据基因测序结果信息的格式，检测方案选择分析流程；
[0073] 通过选择的分析流程对基因测序结果信息中的全部或部分信息与参考 基因组比对，得到变异基因信息。
[0074] 检测人体中体细胞突变,分析流程兼容靶向捕获测序数据、全外显子组测序数据和全基因组测序数据；
[0075] 所述分析流程的数据结构为Illumina平台的fastq文件，或者是Ion torrent平台的bam文件。
[0076] Illumina平台的的fastq的分析流程：去除低质量碱基、采用sliding window算法去除包含较多低质量碱基的测序段片段、去除接头序列污染，进入比对阶段，将测序结果与人类基因组参考序列进行比对，过滤掉比对质量低的碱基序列，得到bam文件，进行变异位点提取，获得基因变异信息，包括单核苷酸变异(SNVs)、基因嵌入和缺失(Indel)；对于全外显子和全基因组测序数据还包括拷贝数变异(CNV)、基因易位(gene translocations)等结构变异，得到VCF文件，进入精准医疗知识库，通过一定的搜索逻辑进行自动化临床意义注释，推荐治疗方案，生成个体化循证医学报告。
[0077] Ion torrent平台的bam文件：首先把bam文件转换回fastq文件进行质控，然后进入比对和变异识别，获得基因变异信息，包括单核苷酸变异(SNVs)、基因嵌入和缺失(Indel)、及全外显子组测序的拷贝数变异(CNV)、基因易位(gene translocations)等结构变异，得到VCF文件，进入精准医疗知识库，通过一定的搜索逻辑进行自动化临床意义注释，推荐治疗方案，生成个体化循证医学报告。
[0078] 还包括数据存储模块4，将用户基本信息、基因测序结果信息和疾病治疗方案信息存入病例数据库。
[0079] A精准医疗知识库：精准医疗知识库是生物组学数据和临床医学数据保存系统，主要保存了上千余种药物，近400种疾病，上千种分子标记，600余种肿瘤治疗方案等。
[0080] B病例数据库作用：病例数据库主要保存要分析肿瘤患者的基本信息，回访信息，选择的检测方案，测序文件，测序文件的信息，给肿瘤患者推荐的治疗方案，肿瘤患者的个体化循证医学报告等。。
[0081] 三大应用平台作用：
[0082] a精准医疗知识库管理平台主要功能是对收集到的生物组学数据和临床医学数据进行添加、修改、删除等基本维护操作，还可以对一些数据做定向抓取。模块主要包括疾病、生物标记、变异位点及变异类别、临床注释、治疗方案等。
[0083] 疾病模块：根据病人信息在精准医疗知识库中自动匹配疾病类型，主要有实体瘤：非小细胞肺癌、结直肠癌、黑色素瘤、前列腺癌、乳腺癌、胃肠道间质瘤、脑胶质瘤、肝癌、胃癌、肾癌、头颈癌、甲状腺癌、软组织肉瘤、宫颈癌、卵巢癌、食管癌；
[0084] 血液病：急性髓系白血病、骨髓增生异常综合症、骨髓增殖性肿瘤、淋巴瘤、噬血细胞综合症。
[0085] 生物标记模块：根据检测结果在精准医疗知识库中自动匹配生物标记，抗药基因，药物毒性基因、疾病分型基因等。
[0086] 变异位点及变异类型：根据检测结果匹配精准医疗知识库中的变异位点及变异类型信息，如：单核苷酸变异(SNV)、插入(Insertion)、缺失(Deletion)、甲基化(Methylation)、微卫星不稳定性(MSI)、拷贝数变异(CNV)、串联重复(Tandem Repeats)、Translocation(易位)、区域注释(Region-Based Variation)、差异表达(differentialexpression)、融合(gene fusion)、联合变异(Combination Mutation)等。
[0088] 治疗方案：根据检测结果匹配精准医疗知识库中的治疗方案，如非小细 胞肺癌患者EGFR 19号外显子缺失或21号外显子突变，会给出阿法替尼用药治疗方案。
[0089] b测序数据分析平台主要功能是对测序文件进行分析，从测序文件中找出所有的变异。由于基因检测平台的不同会导致测序文件格式、大小有很大的差异，针对不同平台、不同的检测方案、不同的检测目的，搭建不同的分析流程是必然的选择，而且因为测序数据从几十M到几百G都是有可能的，直接导致分析时间从30分钟到几天不等，因此为了提高系统分析能力，建立分析集群也是必然的选择。
[0090] 测序数据分析平台分析过程：
[0091] c个体化诊断治疗平台主要功能是对分析平台分析的结果进行精准医疗知识库查询分析，为肿瘤患者出具循证医学报告。由病例管理系统，上传测序文件模块及分析模块，个体化循证医学报告生成系统等功能模块组成。
[0092] 1.病例管理系统：
[0093] 病例管理系统能够提供多种查询方式，方便对病例进行查询管理，创建病例时，填写个体基本信息，针对肿瘤患者还需填写其他额外信息，比如病理信息和送检时的诊断信息。
[0094] 病历管理，分为四个步骤：病人信息录入、基因及检测方案选择、基因及检测方案确认和提交实验室。病人信息分为基本信息、疾病信息和病理信息，待完善病人信息后，点击【下一步】进入基因及检测方案选择。
[0095] 基因及检测方案选择，用户从疾病、药物或panel等方面出发，选择测试的基因，点击【下一步】对检测方案进行确认，无误后点击【下一步】提交实验室。
[0096] 2.上传测序文件及分析模块：
[0097] 待实验室基因测序结束后，单击【上传/分析实验结果】，进入上传/分析实验结果界面，输入病人病历号或姓名，患者电子病历的状态为待上传结 果，点击【上传】，待所有基因测试的结果都上传成功后，屏幕右下方【分析】由暗变亮，点击【分析】，平台自动进行分析，找出变异位点。上传测试数据结果时，数据格式为vcf或fastq或bam，数据分析时一次可以分析多个样本，分析过程中请勿断电和关机。3.个体化循证医学报告生成系统[0098] 当基因检测结果分析完成后，病人状态一栏处会显示分析成功，待出报告，此时点击【治疗方案建议】，输入病人病历号和/或病人姓名，点击【治疗方案建议】，根据基因检测分析结果，比对数据库和历史成功案例，自动产生治疗方案，并对应详细临床信息。
[0099] 精准医疗知识库及病例数据库储存的数据：
[0100] 精准医疗知识库：精准医疗知识库保存生物组学数据和临床医学数据，包括疾病、生物标记，变异类型，变异位点，位点临床注释，治疗方案等数据。
[0101] 病例数据库：病例数据库主要保存要分析肿瘤患者的基本信息，回访信息，选择的检测方案，测序文件，测序文件的信息，给肿瘤患者推荐的治疗方案，肿瘤患者的个体化循证医学报告。
[0102] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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