Wrapper-Filter混合算法在早期矽肺生物標(biāo)志物篩選中的應(yīng)用.pdf

1、矽肺是吸入二氧化硅粉塵顆粒所致的以肺間質(zhì)纖維化為主的全身性疾病。早期健康監(jiān)護(hù)是矽肺防治的關(guān)鍵環(huán)節(jié),但至目前尚無(wú)有效的早期健康監(jiān)護(hù)指標(biāo)。探討矽肺的發(fā)病機(jī)制和探索發(fā)現(xiàn)血清早期診斷(篩檢)的生物標(biāo)志物,對(duì)預(yù)防、治療乃至最終消除矽肺具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。近年蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)特別是質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展為矽肺診斷開(kāi)拓了新領(lǐng)域,一種新的應(yīng)用功能磁珠、基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜(MALDI-TOF-MS)和 ClinProTools軟件包組成的Cli

2、nProt系統(tǒng)以其高敏感性和可重復(fù)性被用于血清蛋白質(zhì)表達(dá)譜的研究。利用磁珠分離、去除樣品中的高豐度蛋白和其他雜質(zhì),同時(shí)富集低豐度目的蛋白。經(jīng)飛行時(shí)間質(zhì)譜測(cè)定得到在矽塵暴露人群和正常對(duì)照組之間表達(dá)差異的蛋白質(zhì),為尋找矽肺生物標(biāo)記物提供重要的的線索。如何從高通量的血清蛋白質(zhì)譜數(shù)據(jù)中篩選出可能的疾病早期標(biāo)志物,是應(yīng)用質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行疾病分析的的前提。本研究采用液體蛋白芯片飛行時(shí)間質(zhì)譜作為檢測(cè)手段,將Relief算法、遺傳算法結(jié)合支持向量機(jī)(SVM

3、)應(yīng)用于MALDI-TOF-MS質(zhì)譜數(shù)據(jù),構(gòu)建矽塵暴露人群診斷模型,篩選早期矽肺血清蛋白生物標(biāo)志物,其拓展的分析技術(shù)和所發(fā)現(xiàn)的診斷標(biāo)志物,具有一定的臨床診斷與應(yīng)用價(jià)值。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　 ⑴在對(duì)特征篩選的基本原理進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,通過(guò)比較不同算法的優(yōu)缺點(diǎn)和多種算法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,獲得了針對(duì)本研究比較恰當(dāng)?shù)奶卣骱Y選方法。
　　 ⑵在對(duì)Relief算法、遺傳算法和支持向量機(jī)基本原理進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,提出了通過(guò)Rel

4、ief算法對(duì)矽肺血清蛋白質(zhì)譜的原始數(shù)據(jù)集進(jìn)行初步篩選,再利用遺傳算法作為搜索策略,支持向量機(jī)作為評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的特征選擇算法,建立了一種矽肺血清蛋白標(biāo)記物的篩選方法。
　　 ⑶通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明,在應(yīng)用本研究提出的Wrapper-Filter混合算法對(duì)各期矽肺暴露人群和健康對(duì)照人群質(zhì)譜數(shù)據(jù)特征蛋白峰進(jìn)行篩選的基礎(chǔ)上,基于最優(yōu)特征蛋白峰子集建立各期矽塵暴露人群診斷模型,取得了較好的分類(lèi)性能,無(wú)塵肺0期、無(wú)塵肺0+期和Ⅰ期矽肺與正常對(duì)照組之間的