胃癌免疫治疗疗效和预后的预测系统及计算机存储介质

本发明涉及生物医药，特别涉及一种胃癌免疫治疗疗效和预后的预测系统及计算机存储介质。

背景技术：

1、胃癌是最常见的消化系统恶性肿瘤之一，分别位居癌症发病率、死亡率第5位和列第4位。国内胃癌发病率及死亡率均较高位居第3位。晚期胃癌的治疗手段匮乏，传统化疗效果有限，与靶向和免疫药物的联合治疗日益受到关注，包括程序性死亡[蛋白]-1(programmed death-1,pd-1)和程序性死亡[蛋白]配体-1(programmed death ligand-1,pd-l1)单抗在内的免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitor,ici)已广泛用于多种晚期肿瘤患者的治疗。研究发现在目前依赖pd-1表达水平预测晚期胃癌免疫治疗疗效及预后领域仍存在明显不足，仅基于高pd-l1 cps来选择患者似乎并不合适，一些低pd-l1表达的患者仍可能受益于免疫抑制剂。在依靠基因组突变判断免疫治疗疗效和预后领域中，关于通过pd-1相关指标的测定是否能预测ici疗效和预后领域的研究颇多，但仍未找到精确的胃癌免疫治疗疗效和预后的预测模型。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在技术缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种胃癌免疫治疗疗效和预后的预测系统及计算机存储介质。

2、本发明提供了一种用于胃癌免疫治疗疗效和预后的预测系统，包括依次连接地信息获取模块、信号通路突变扰动评分计算模块、风险评分计算模块和免疫治疗疗效预测和预后模块；

3、其中，所述信息获取模块用于获取初始数据，所述初始数据包括：胃癌患者的基因突变信息，若干信号通路和结局指标；

4、所述信号通路突变扰动评分计算模块用于基于所述胃癌患者的基因突变信息和若干所述信号通路计算信号通路突变扰动评分，基于所述信号通路突变扰动评分进行筛选得到有效信号通路；

5、所述风险评分计算模块用于通过对有效信号通路的加权回归计算每位患者的风险评分值；

6、所述免疫治疗疗效预测和预后模块用于基于所述风险评分值对患者免疫治疗疗效和预后进行预测相关性分析得到患者生存分析结果。

7、可选地，获取胃癌患者的基因突变信息的方法包括：全外显子测序技术和dnapanel测序技术；

8、其中，所述基因突变信息包括单核苷酸变异和插入、缺失。

9、可选地，所述结局指标包括：总生存期、无进展生存期、持续临床获益和无持续获益。

10、可选地，所述信号通路突变扰动评分计算模块包括基因突变扰动评分单元、信号通路突变扰动评分单元和信号通路筛选单元；

11、其中，所述基因突变扰动评分单元用于基于基因突变信息和突变基因在信号通路中的位置计算基因突变扰动评分；

12、所述信号通路突变扰动评分单元用于基于所述基因突变扰动评分计算各信号通路途径基因的信号通路突变扰动评分；

13、所述信号通路筛选单元用于对所述各信号通路途径基因的信号通路突变扰动评分进行筛选得到有效信号通路。

14、可选地，所述基因突变扰动评分的计算公式为：

15、

16、式中，tgmscore(g)表示基因突变扰动评分，δe(g)表示gene g的突变状态，突变时δe(g)为1，野生型δe(g)为0；gene u指通路中gene g上游的基因，nds(u)指通路中geneu下游的基因数量；当gene u与gene g存在相互作用关系，βug＝1,否则βug＝0。

17、可选地，所述信号通路突变扰动评分的计算公式为：

18、

19、式中，tpmscore(pj)表示信号通路pj的通路突变扰动评分。

20、可选地，所述有效信号通路包括：mtor信号途径、间隙连接、长寿调节途径、血小板激活、产热途径、长时程增强、肌动蛋白骨架调节、胰岛素信号途径、皮质醇合成与分泌、ii型糖尿病和非酒精脂肪肝。

21、可选地，所述风险评分计算模块基于有效信号通路采用lasso回归的方法构建的风险评分预测模型为：

22、rs＝-(mtor signaling pathway×0.061675169)-(gap junction×0.205179871)+(longevity regulating pathway×0.124938355)+(platelet activation×0.041008972)-(thermogenesis×0.443801567)+(long-term potentiation×0.272623173)+(regulation of actin cytoskeleton×0.218560124)-(insulinsignaling pathway×0.044648465)+(cortisol synthesis and secretion×0.753561584)-(type ii diabetes mellitus×0.086721201)-(non-alcoholic fattyliver disease×0.292162192)

23、式中，rs表示每位患者的风险评分值，mtor signaling pathway表示mtor信号途径，gap junction表示间隙连接，longevity regulating pathway表示长寿调节途径、platelet activation表示血小板激活、thermogenesis表示产热途径、long-termpotentiation表示长时程增强、regulation of actin cytoskeleton表示肌动蛋白骨架调节、insulin signaling pathway表示胰岛素信号途径、cortisol synthesis andsecretion表示皮质醇合成与分泌、type ii diabetes mellitus表示ii型糖尿病、non-alcoholic fatty liver disease表示酒精脂肪肝。

24、可选地，所述免疫治疗疗效预测和预后模块基于分位值法确定截断值，基于所述截断值得到风险评分值与免疫治疗疗效和预后的相关性。

25、本发明还公开了一种胃癌免疫治疗疗效和预后的计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行权利要求1至9中任一项所述的系统。

26、本发明具有如下技术效果：

27、利用本发明提供的预测系统能够筛选胃癌免疫治疗优势人群，更精确地对晚期胃癌免疫治疗疗效及预后进行预测，改善了pd-l1这一指标无法准确预测胃癌ici的疗效的不足。

技术特征：

1.一种用于胃癌免疫治疗疗效和预后的预测系统，其特征在于，包括依次连接地信息获取模块、信号通路突变扰动评分计算模块、风险评分计算模块和免疫治疗疗效预测和预后模块；

2.根据权利要求1所述的用于胃癌免疫治疗疗效和预后的预测系统，其特征在于，获取胃癌患者的基因突变信息的方法包括：全外显子测序技术和dna panel测序技术；

3.根据权利要求1所述的用于胃癌免疫治疗疗效和预后的预测系统，其特征在于，所述结局指标包括：总生存期、无进展生存期、持续临床获益和无持续获益。

4.根据权利要求1所述的用于胃癌免疫治疗疗效和预后的预测系统，其特征在于，所述信号通路突变扰动评分计算模块包括基因突变扰动评分单元、信号通路突变扰动评分单元和信号通路筛选单元；

5.根据权利要求4所述的用于胃癌免疫治疗疗效和预后的预测系统，其特征在于，所述基因突变扰动评分的计算公式为：

6.根据权利要求4所述的用于胃癌免疫治疗疗效和预后的预测系统，其特征在于，所述信号通路突变扰动评分的计算公式为：

7.根据权利要求4所述的用于胃癌免疫治疗疗效和预后的预测系统，其特征在于，所述有效信号通路包括：mtor信号途径、间隙连接、长寿调节途径、血小板激活、产热途径、长时程增强、肌动蛋白骨架调节、胰岛素信号途径、皮质醇合成与分泌、ii型糖尿病和非酒精脂肪肝。

8.根据权利要求4所述的用于胃癌免疫治疗疗效和预后的预测系统，其特征在于，所述风险评分计算模块基于有效信号通路采用lasso回归的方法构建的风险评分预测模型为：

9.根据权利要求8所述的用于胃癌免疫治疗疗效和预后的预测系统，其特征在于，所述免疫治疗疗效预测和预后模块基于分位值法确定截断值，基于所述截断值得到风险评分值与免疫治疗疗效和预后的相关性。

10.一种胃癌免疫治疗疗效和预后的计算机存储介质，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种胃癌免疫治疗疗效和预后的预测系统及计算机存储介质，包括依次连接地信息获取模块、信号通路突变扰动评分计算模块、风险评分计算模块和免疫治疗疗效预测和预后模块；其中，信息获取模块用于获取初始数据，初始数据包括：胃癌患者的基因突变信息，若干信号通路和结局指标；信号通路突变扰动评分计算模块用于基于胃癌患者的基因突变信息和若干信号通路计算信号通路突变扰动评分，基于信号通路突变扰动评分进行筛选得到有效信号通路；风险评分计算模块用于通过对有效信号通路的加权回归计算每位患者的风险评分值；免疫治疗疗效预测和预后模块用于基于风险评分值对患者免疫治疗疗效和预后进行预测相关性分析得到患者生存分析结果。

技术研发人员：张子妍,卢怀民,郑雪,邢育铭,刘焱,段春霞,袁菁,张翠香,赵鑫
受保护的技术使用者：内蒙古科技大学包头医学院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6