一种基于仿真的预测癌细胞致死基因的方法

目的癌细胞致死基因的研究是治疗癌症的重要尝试,其发现依赖于生物学上的基因敲除实验。鉴于此类实验的高代价、长周期等不足,本文给出一种基于计算机仿真的预测癌细胞致死基因的方法,旨在运用计算机仿真技术预测对癌细胞研究有价值的信息,为基因敲除的生物实验提供线索,帮助降低实验成本。方法计算机仿真实验基于人类全基因组代谢网络,融合癌细胞的基因表达数据,用一种基于约束建模的方法,以预测癌细胞代谢网络中有活性的反应,并将这些反应命名为"core reactions",将"core reactions"作为输入,重构出一致的癌症工作网络。在该网络上,使用基于约束的流量平衡基因敲除算法,获取使得工作网络biomass产量为0的基因,即致死基因。结果以肾透明细胞癌为例,根据上述算法,计算结果给出了肾透明细胞癌潜在的7个致死基因。结论本文给出一种高通量数据结合代谢网络,构造癌症特异网络,并通过计算机仿真基因敲除以获取癌细胞致死基因的方法。此方法通用、高效,有助于更好地开展生物学实验。     

基于动态贝叶斯网构建基因调控网络

动态贝叶斯网络(dynamic bayesian network,DBN)是一种基于时序表达数据构建基因调控网络的重要方法。然而目前的DBN方法因计算时间太长,结构不稳定,准确度低,对有效性有很大影响。根据动态贝叶斯网络的度量可分解性质,将动态贝叶斯网络分为初始网络与转移网络分别进行结构寻优,在寻优时将基于静态贝叶斯网络的最大权重生成树算法与贪婪搜索算法相结合,移植入动态贝叶斯网络中,建立基因调控网络模型。提出了一种从时序数据中构建基因调控网络的方法,克服了贝叶斯网络不能描述循环调控的缺陷,也从规模上简化了网络构建问题。通过与相关实验文献的对照,验证了提出方法的有效性,网络学习时间明显缩短,网络结构更加稳定。     

融合基因表达数据的组织间代谢差异研究

目的不同组织细胞代谢系统中包含的代谢反应是全基因组尺度代谢网络中所有代谢反应的子集。对不同组织细胞代谢系统差异的研究,可以帮助理解不同组织的代谢特异性。方法基于已有的全基因组尺度代谢网络,融合两种组织细胞基因表达的变化信息,提出一种基于约束建模的方法,以预测多细胞生物不同组织细胞之间的代谢系统差异。根据"不同条件下基因表达量的变化信息,为预测相关反应在代谢流量上变化提供了‘线索’"这一假设,本方法试图最大化拟合在表达层面和代谢层面上显著性变化的一致性,并进一步确定出代谢活性必定为上调或下调的反应集合,从而对生物体的不同组织细胞之间代谢系统差异有一个定性的描述。结果融合了肝脏组织和心脏组织的基因表达数据进行实验,将代谢差异研究方法与之前的研究方法比较,发现该方法能更加有效检测肝脏和心脏组织间的代谢差异。结论为进一步研究多细胞生物和高等生物的不同组织细胞之间的代谢系统差异提供了一种有效的方法。     

一种基于完全匹配和分词匹配的混合分词匹配算法

如何高效准确地进行酶的鉴别是代谢网络重构的难点和关键.由于基因标注文件中与ORF对应的蛋白质和酶信息都是采用自然语言描述的,重构中必须利用基因产物在酶数据库中寻找证据,从而进行与代谢相关的酶鉴别.针对目前通用的酶鉴别算法识别率低、效率低的问题,论文在对生物数据特性分析的基础上,提出了一种完全匹配和分词匹配相结合的混合分词匹配算法对酶信息进行鉴别,实验结果和分析表明,该算法具有更好的鉴别能力和更高的效率.     

一种基于多agent系统的生化系统分布式随机仿真算法

系统生物学关注于对生化反应网络进行定量的数学建模和计算机仿真,这是理解生化网络的拓扑结构和动态行为的主要手段.Gillespie的随机仿真算法(SSA)是仿真均匀生化反应系统的一种标准的算法,而SSA算法最大的问题在于计算代价过高.基于并行思想提出一种基于多agent系统实现的分布式随机仿真算法(DSSA),利用分布式计算来提高SSA算法的计算性能,为建模与仿真大规模生化反应系统提供了一种有效的方式.实验显示DSSA算法在时间性能上带来显著的提升.     

基于代谢网络拓扑结构的基元模块发现方法

目的为提取出物种代谢网络具有的基本结构模块即基元模块,提出一种基于拓扑结构的发现代谢网络基元模块方法。方法首先利用网络模块化方法将不同物种的代谢网络划分为模块集合,然后通过合并相似的模块以及分解较大的代表模块等操作,最终获得基元模块集合。同时,利用超几何假设检验的方法以确定模块所具有的代谢功能,并在此基础上验证发现基元模块方法的合理性。结果对KEGG数据库中的1452个物种代谢网络经上述方法处理后,最终得到11446个基元模块,并且这些基元模块能够很好地表示代谢网络。结论提出了一种基于代谢网络拓扑结构的发现基元模块的方法,该方法能够有效提取出组成物种代谢网络的基元模块。     

一个基于同位素标记实验的代谢通量估计高效率算法

基于碳同位素标记实验的代谢通量分析(13C MFA)是代谢工程中的重要方法,它可以对微生物中心代谢网络中的所有代谢通量进行精确量化分析.13C MFA通过逐步拟合同位素标记状态测量数据对胞内的代谢通量进行估计,这对应于一个测量结果和计算结果之间误差平方和极小化的优化问题,该优化问题具有非线性、带有众多约束条件和存在多个局部极小点等特点,如何高效地求解是13C MFA中的难点,也是实现通量精确估计的关键.论文在对目标问题解空间的特性分析基础上,将空间知识引入到搜索过程中,针对通量估计问题提出了一个进化优化算法.实验结果和分析表明,该算法较普通进化算法具有更快的收敛速度和更好的全局寻优能力.     

融合基因芯片数据上下文特定网络的重构

目的在特定类型细胞或特定环境条件下,已有的全基因组代谢网络中的部分反应并不参与到实际的代谢过程中。为反映特定条件下生物体代谢系统的工作状态,本文提出一种重构上下文特定网络的新方法,用来构建特定条件下的代谢网络。方法首先根据基因芯片数据中蕴含的PACalls信息,南基因-酶-反应之间的调控关系,计算出在表达层面上为“Absent”状态的反应集合。然后使用一个？昆合整数规划模型,从全基因代谢网络中删除表达为“Absent”状态的反应及其关联反应,在满足计量平衡等约束条件下．寻找与表达层面吻合最优的网络,即为特定条件下的上下文特定网络。结果重构了肝脏和心脏两种组织的上下文特定网络。实验结果表明,两种组织的上下文特定网络存在很大差异性．尤其在某些具有组织特异性的代谢功能上,如胆汁酸合成等。结论融合基因芯片数据信息的上下文特定网络重构方法,能够有效构建反映特定条件下生物体代谢系统状态的上下文特定网络。     

基于深度学习的医学计算机辅助检测方法研究

针对自动检测医学图像中指定目标时存在的问题,提出了一种基于深度学习自动检测目标位置和估计对象姿态的算法。该算法基于区域深度卷积神经网络和目标结构的先验知识,采用区域生成候选框网络、感兴趣区域池化策略,引入包括分类损失、边框位置回归定位损失和像平面内朝向损失的多任务损失函数,近似优化一个端到端的有监督定位网络,能快速地对医学图像中目标自动定位,有效地为下一步的分割和参数自动提取提供定位结果。并在超声心动图左心室检测中提出利用检测额外标记点(二尖瓣环、心内膜垫和心尖),能高效地对左心室朝向姿态进行估计。为了验证算法的鲁棒性和有效性,实验数据选取经食管超声心动图和核磁共振图像。实验结果表明算法是快速、精确和有效的。     

基于生成对抗网络的乳腺癌组织病理图像样本均衡化

针对乳腺癌组织病理图像中各类样本的不均衡性,本研究构建了基于条件控制和深度卷积的两种乳腺癌组织病理图像样本生成对抗网络并生成人造样本,以实现样本均衡化。实验验证了两种网络用于数据均衡化的可靠性,发现在处理不均衡数据时基于深度卷积的生成对抗网络效果更好,基于条件控制的生成对抗网络鲁棒性更强;分析了增加人造样本对深度学习算法的影响。结果表明,本研究提出的数据均衡化方法将训练所得网络的分类准确率平均提升了近5%,生成对抗网络可以缓解深度学习在医学领域的应用中数据分布不平衡的问题。     

马基雅弗利主义量表在中国大学生中的修订

目的修订马基雅弗利主义量表(Mach-IV),考察其心理测量学指标。方法对413名大学生进行调查,检验问卷的信度和效度。结果经过项目分析和探索性因素分析后保留12个项目,探索性因素分析抽取3个因素。验证性因素分析显示这3因素模型拟合良好(χ2=69.19,df=57,RMSEA=0.038,GFI=0.96)。内部一致性信度(Cronbachα=0.795)和重测信度(r=0.634,P<0.01)都达到了可以接受的水平。以人际信任、愤世嫉俗和利他为效标,其效标关联效度(-0.239,0.424,-0.231,P<0.01)也达到了心理学测量学要求。结论修订后的Mach-IV问卷中文版信、效度良好,可用于测量个体的厚黑人格。     

二氧化碳肝动脉造影在显示肝癌门脉癌栓中的作用

目的:探索二氧化碳肝动脉造影造影在显示肝癌患者门脉癌栓中的作用。材料与方法:120例肝癌患者二氧化碳和碘造影剂肝动脉造影,比较两组门静脉显示情况以及门脉癌栓的显示率。结果:二氧化碳造影显示门静脉41例,碘造影剂显示19例,该19例门脉均被二氧化碳造影所发现,两组有显著性差异(χ2=43.497,P=0.000)。二氧化碳显示门脉癌栓者27例,而碘造影剂显示13例,两组有显著差异(χ2=5.880,P=0.015)。结论:二氧化碳肝动脉在显示HCC患者门静脉及其癌栓方面优于碘造影剂。     

不同培养体系对脐带血造血干细胞扩增的影响

目的探讨不同培养体系对造血干细胞的体外扩增及其表型的改变。方法新鲜分离人脐带血单个核细胞（MNC），免疫磁珠法分选CD34^＋造血干细胞（HSC），计数富集得到的CD34^＋细胞，平均分为3组，每组含CD34^＋细胞2．2×10^5：A组（HSC＋CK）CD34^＋细胞接种于Stemline^TMⅡ无血清培养基中．加入早期作用因子FST组合（SCF、FL和TPO，质量浓度50ng／ml的SCF、质量浓度100ng/ml的TPO和FL），并于接种0d添加质量浓度20ng／mlIL-3：B组（HSC＋MSC）CD34^＋细胞接种于含MSC feeder的培养瓶．加入Stemline^TMⅡ无血清培养基：C组（HSC＋MSC＋CK）CD34^＋细胞接种于含MSC feeder的培养瓶．加入Stemline^TMⅡ无血清培养基，加入早期作用因子FST组合首剂添加IL-3（剂量同A组）。在培养后4、7、10、14d计数有核细胞总数，流式细胞术检测扩增细胞免疫表型的改变。结果0～14d培养后MNC细胞扩增数C组（HSC＋MSC＋CK）〉A组（HSC＋CK）〉B组（HSC＋MSC），P〈0．01。3组间CD34^＋细胞比例B组（HSC＋MSC）〉C组（HSC＋MSC＋CK）〉A组（HSC＋CK），P〈0．01。CD34^＋细胞绝对数也出现了明显增加，其中C组（HSC＋MSC＋CK）增加最为明显．其次是A组（HSC＋CK）。其中A组（HSC＋CK）培养4d较0d（14．68％）CD34^＋CD38^-细胞有明显增加（62．71％，P〈0．05），C组（HSC＋MSC＋CK）CD34^＋CD38^-细胞也略有增加（23．99％）：培养7d时，A组（HSC＋CK）、C组（HSC＋MSC＋CK）CD34^＋CD38^-细胞数明显下降，分别为4．44％和1.38％，而B组（HSC＋MSC）CD34^＋CD38^-细胞上升为18．92％，与0d时比较P〈0．05，与A组（HSC＋CK）、C组（HSC＋MSC＋CK）比较P〈0．05。结论MSC和细胞因子的联合应用，一方面使得总MNC细胞得到大量扩增，同时还使扩增后细胞保持CD34^＋免疫表型，培养体系中加入MSC能更有效／特异地扩增CD34^＋造虹干细胞群.     

儿童晚期神经母细胞瘤自身造血干细胞移植疗效评估

目的评价自身造血干细胞移植（ASCT）和CD34^＋细胞分选的ASCT对晚期神经母细胞瘤（NB）的疗效。方法回顾性分析2001年6月至2007年4月在上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心诊断为Ⅲ、Ⅳ期NB并完成治疗随访8个月以上患儿的临床资料,比较传统化疗与ASCT和CD34^＋细胞未分选移植与分选移植的疗效。用荧光定量PCR方法检测CD34^＋细胞分选前后酪氨酸羟化酶（TH）mRNA表达,监测NB的微小残留（MRD）,并评估分选效果。结果55例NB患儿入组,其中Ⅲ期14例,Ⅳ期41例。Ⅲ期中的9／14例和Ⅳ期中的18／41例接受传统化疗;Ⅲ期中的5／14例和Ⅳ期中的23／41例接受ASCT。Ⅳ期13／23例接受ASCT治疗患儿移植物经CliniMACS行CD34^＋细胞分选处理。所有移植患儿均以卡铂、依托泊苷和美法仑行预处理,平均采得有核细胞（7．1±2．5）×10^8·kg^-1,CD34^＋细胞（4．0±1．5）×10^6·kg^-1,无一例因移植相关并发症死亡。随访患儿的生存时间及复发率：①Ⅲ期NB：化疗组平均随访33．5个月,3／9例（33％）复发;移植组平均随访37．0个月,1／5例（20％）复发,两组的中位无病生存时间差异无统计学意义,（37．0±15．7）个月US（18．0±29．9）个月,P=0．446。②Ⅳ期NB：化疗组平均随访20个月,13／18例（72％）复发;移植组平均随访29个月,14／23例（61％）复发,两组的中位无病生存时间差异有统计学意义,（24．0±5．4）个月vs（36．0±2．8）个月,P=0．006。③CD34^＋细胞分选移植：未分选组平均随访27．8个月,7／10例（70％）复发;CD34^＋细胞分选组平均随访30．0个月,7／13例（54％）复发,两组的中位无病生存时间差异无统计学意义,（34．0±11．8）个月US（36．0±5．1）个月,P=0．722。4例移植患儿CD34^＋细胞分选前后的标本同时进行THMRD检测,结果显示移植前TH阳性的2例标本经分选后全部转阴。结论ASCT能显著延长Ⅳ期NB患儿的长期生存时间,但对Ⅲ期NB患儿的疗效不显著。CD34^＋细胞分选能达到纯化NB细胞的作用,但可能因病例数较少,尚不能显示出ASCT临床优势。     

小儿急性轮状病毒肠炎水电解质及酸碱平衡紊乱的临床分析

目的探讨小儿急性轮状病毒肠炎的脱水程度、电解质、渗透压和阴离子间隙（AG）的变化情况以及相互间的关系。方法150例患儿均在治疗前作血气分析,并作血清Na^＋、K^＋、Cl^-、HCO3^-和渗透压的测定,AG按Na^＋-（Cl^-＋HCO3^-）计算,所有患儿均采用ELISA方法检测大便轮状病毒抗原。结果脱水程度以轻中度为主,占89.3％,代谢性酸中毒、高氯血症和低钾血症分别为76．7％、14．6％和28％。酸中毒随脱水而加重（χ^2=34．2,P〈0．01）。渗透压以等渗为多（69．3％）,低渗次之（25．3）％,高渗仅5．4％,渗透压与血Na^＋浓度呈正相关（χ^2=297,P〈0．01）。正常AG型代谢性酸中毒占60．8％,AG与血Na’呈正相关,AG水平随脱水程度的加重而升高（χ^2=9．828,P〈0．01）。结论轮状病毒肠炎易导致轻至中度脱水、低钾血症和代谢性酸中毒;以等渗性脱水和正常AC型代酸为主。及时纠正脱水能避免代谢性酸中毒加重以及有效减少高AG型代酸的发生。     

大学生挫折感自评量表的编制

目的 调查构成大学生挫折感的维度,编制一套测量学指标良好的大学生挫折感自评量表.方法 发放问卷收集数据,并采用SPSS 16.0对数据进行项目分析、探索性因素分析及信效度分析,采用AMOS 4.0进行验证性因素分析.结果 ①探索性因素分析(x2=5167,P=0.000;KMO=0.664)表明大学生挫折感自评量表可分...     

量子共振检测常见精神症状的诊断价值研究

目的评价量子共振检测常见精神症状的可靠性。方法精神科医师检查出的常见精神症状与量子共振检测结果进行了比较研究。结果量子共振检测精神症状敌对具有较好的敏感度和一致性（χ^2=10．45,P〈0．01）,差别有非常显著性意义;检测精神症状攻击性也具有较好的敏感度和一致性（χ^2=9．50,P〈0．01）,差别有非常显著性意义。结论量子共振检测仪将为精神症状的早期发现和早期诊断提供新的依据。     

两种下腔静脉滤器的体内血液相容性评价

目的在动物体内评价一种新的下腔静脉滤器（X滤器）和Cordis下腔静脉滤器（C滤器）的血液相容性。方法实验动物为8头猪，雄性，体质量（30±5）kg。将X和C两种滤器置入动物的下腔静脉（肾静脉开口下缘），在不给动物服用抗凝药物的情况下观察14d，然后取出滤器观察血栓形成情况，对其输送系统进行电镜观察，并在置入滤器前和取出滤器前分别对动物进行造影观察和白细胞、血小板的检测。结果两种滤器对白细胞和血小板都没有明显影响，X滤器和C滤器置入前和取出前白细胞平均值的变化分别是（0．575±4．333）×10^9／L、（3．375±9．411）×10^9／L，P〉0．05；血小板平均值变化分别是（-0．500±57．190）×10^9／L、（-33．000±57．860）×10^9／L。电镜观察显示两种滤器的输送系统都无血栓形成，但是造影显示X滤器血流有不同程度受阻，而C滤器血流受阻不明显；X滤器内有大量血栓形成，而C滤器内没有。结论C滤器的血液相容性好于X滤器。     

白细胞相关免疫球蛋白样受体-1在宫颈癌和子宫内膜癌患者外周血T细胞的表达及意义

目的 研究白细胞相关免疫球蛋白样受体(LAIR-1)在宫颈癌和子宫内膜癌患者外周血T细胞的表达情况,并与子宫肌瘤、子宫癌前病变患者相比较,探讨LAIR-1表达与肿瘤免疫的相关性.方法 密度梯度离心法分离外周血单个核细胞,流式细胞术检测LAIR-1在196例肿瘤患者外周血T细胞的表达水平.结果 流式细胞术检测结果显示,宫颈癌和子宫内膜癌患者外周血CD3+CD4+T细胞LAIR-1阳性率均高于子宫肌瘤(P＜0.001;P＜0.05)和癌前病变患者(P ＜0.001;P ＜0.01).平均荧光强度分析结果显示,宫颈癌患者外周血CD3+CD4+T细胞LAIR-1表达水平显著高于癌前病变患者(P＜0.01),CD3+CD8+T细胞LAIR-1表达水平显著高于子宫肌瘤患者(P＜0.05)和癌前病变患者(P＜0.001).子宫内膜癌患者外周血CD3+CD4+T细胞LAIR-1表达水平明显高于子宫肌瘤患者(P＜0.05)和癌前病变患者(P＜0.01),CD3+CD8+T细胞LAIR-1表达水平高于癌前病变患者(P＜0.05).结论 LAIR-1在宫颈癌和子宫内膜癌患者外周血T细胞表达上调,提示LAIR-1可能与肿瘤免疫逃逸存在相关性.