СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСБИОЗА ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА

1. Способ определения вероятности дисбиоза ЖК (желудочно-кишечного) тракта у субъекта, причем указанный способ включает:
(i) обеспечение совокупности экспериментальных данных, причем указанная совокупность экспериментальных данных содержит по меньшей мере один профиль микробиоты, причем указанный профиль микробиоты представляет собой профиль относительных уровней множества микроорганизмов или групп микроорганизмов в образце из ЖК тракта указанного субъекта, и причем каждый уровень каждого микроорганизма или группы микроорганизмов представляет собой элемент профиля указанной совокупности экспериментальных данных,
(ii) применение в отношении указанной совокупности экспериментальных данных по меньшей мере одного вектора нагрузки, определенного на основании скрытых переменных в профилях уровней указанного множества микроорганизмов или групп микроорганизмов в соответствующих образцах из ЖК тракта множества нормальных субъектов, посредством чего обеспечивают первую совокупность проекционных данных,
(iii) применение в отношении указанной первой совокупности проекционных данных транспонированной версии указанного по меньшей мере одного вектора нагрузки, посредством чего обеспечивают вторую совокупность проекционных данных,
(iv) сравнение указанной совокупности экспериментальных данных с указанной второй совокупностью проекционных данных и объединение разностей между соответствующими элементами профиля указанной второй совокупности проекционных данных и указанной совокупности экспериментальных данных и сравнение объединенных разностей с пороговым значением при переходе от нормобиотического к дисбиотическому состоянию, определенным в соответствующем анализе указанного множества микроорганизмов или групп микроорганизмов в соответствующих образцах из ЖК тракта множества нормальных субъектов и/или субъектов, страдающих от дисбиоза,
(v) применение в отношении указанной первой совокупности проекционных данных по меньшей мере одного собственного числа, причем указанное собственное число было определено на основании указанного по меньшей мере одного вектора нагрузки, и объединение результирующих значений для каждого элемента профиля и сравнение указанных объединенных значений с пороговым значением при переходе от нормобиотического к дисбиотическому состоянию, определенным в соответствующем анализе указанного множества микроорганизмов или групп микроорганизмов в соответствующих образцах из ЖК тракта множества нормальных субъектов и/или субъектов, страдающих от дисбиоза,
причем этап (v) можно осуществлять до, или после, или одновременно с любым из этапов (iii) или (iv), и причем профиль микробиоты, имеющий указанные объединенные разности или указанные объединенные результирующие значения, которые превышают указанные соответствующие пороги при переходе от нормобиотического к дисбиотическому состоянию, свидетельствует о вероятности дисбиоза.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанное объединение каждой разности между соответствующими элементами на этапе (iv) включает расчет квадрата каждой указанной разности, и последующее суммирование возведенных в квадрат величин.
3. Способ по п. 1 или 2, по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что указанное объединение каждого результирующего значения на этапе (v) включает расчет квадрата каждого результирующего значения, и последующее суммирование возведенных в квадрат величин.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанный способ включает:
(i) обеспечение совокупности экспериментальных данных, причем указанная совокупность экспериментальных данных содержит по меньшей мере один профиль микробиоты, причем указанный профиль микробиоты представляет собой профиль относительных уровней множества микроорганизмов или групп микроорганизмов в образце из ЖК тракта указанного субъекта, и причем каждый уровень каждого микроорганизма или группы микроорганизмов представляет собой элемент профиля указанной совокупности экспериментальных данных,
(ii) применение в отношении указанной совокупности экспериментальных данных по меньшей мере одного вектора нагрузки, определенного на основании скрытых переменных в профилях уровней указанного множества микроорганизмов или групп микроорганизмов в соответствующих образцах из ЖК тракта множества нормальных субъектов, посредством чего обеспечивают первую совокупность проекционных данных,
(iii) обеспечение указанной первой совокупности проекционных данных,
(iv) расчет Q-остатка профиля микробиоты из указанной первой совокупности проекционных данных и сравнение указанного Q-остатка профиля микробиоты с пороговым значением Q-остатка при переходе от нормобиотического к дисбиотическому состоянию, определенным в соответствующем анализе указанного множества микроорганизмов или групп микроорганизмов в соответствующих образцах из ЖК тракта множества нормальных субъектов и/или субъектов, страдающих от дисбиоза,
2
2
2
(v) расчет Т Хотеллинга из указанной первой совокупности проекционных данных для профиля микробиоты из дисперсии, объясненной указанными скрытыми переменными этапа (ii), и сравнение указанного Т Хотеллинга для профиля микробиоты с пороговым значением Т Хотеллинга при переходе от нормобиотического к дисбиотическому состоянию, определенным в соответствующем анализе указанного множества микроорганизмов или групп микроорганизмов в соответствующих образцах из ЖК тракта множества нормальных субъектов и/или множества субъектов, страдающих от дисбиоза,
2
причем этап (v) можно осуществлять до либо после или одновременно с этапом (iv), и причем профиль микробиоты, Q-остаток или Т Хотеллинга которого превышает указанные соответствующие пороговые значения, свидетельствует о вероятности дисбиоза.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанный способ также включает предварительный этап, на котором получают по меньшей мере один указанный профиль микробиоты.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанная совокупность экспериментальных данных содержит множество профилей микробиоты, и указанная совокупность экспериментальных данных упорядочена в виде матрицы.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанные скрытые переменные включают по меньшей мере одну ортогональную скрытую переменную, предпочтительно, все указанные скрытые переменные представляют собой ортогональные скрытые переменные.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что указанные ортогональные скрытые переменные определяют посредством ортогонального преобразования в главные компоненты уровней указанного множества микроорганизмов или групп микроорганизмов в образцах из ЖК тракта множества нормальных субъектов.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что указанное ортогональное преобразование в главные компоненты осуществляют посредством по меньшей мере одного регрессионного анализа методом дробных наименьших квадратов, анализа главных компонент, канонического анализа корреляций, анализа избыточности, анализа соответствий и канонического анализа соответствий.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что применяют по меньшей мере 2 вектора нагрузки, предпочтительно, по меньшей мере 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19 или 20 векторов нагрузки, и/или не более 50 векторов нагрузки, предпочтительно, не более 40, 30, 25, 20 или 15 векторов нагрузки.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанный вектор нагрузки применяют в форме проекционной матрицы.
12. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанные профили микробиоты являются количественными или полуколичественными, и при этом указанный способ обеспечивает количественное или полуколичественное измерение степени дисбиоза.
13. Способ количественного определения дисбиоза, при этом указанный способ включает осуществление способа по п. 12, причем указанные сравнения с пороговыми значениями при переходе от нормобиотического к дисбиотическому состоянию в совокупности включают объединение комбинации разностей между соответствующими элементами профиля на этапе (iv) и комбинации результирующих значений на этапе (v) в единую метрику дисбиоза.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что как для комбинации разностей между соответствующими элементами профиля на этапе (iv), так и для комбинации результирующих значений на этапе (v) рассчитывают евклидово расстояние от нулевой точки.
2
2
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что указанную комбинацию разностей между соответствующими элементами профиля на этапе (iv) выражают в виде Q-остатков, и указанную комбинацию результирующих значений на этапе (v) выражают в виде Т Хотеллинга, и при этом указанное евклидово расстояние от нулевой точки как для Q-остатков, так и Т Хотеллинга рассчитывают по Формуле I:
16. Способ по любому из пп. 13-15, отличающийся тем, что указанное объединение комбинации разностей между соответствующими элементами профиля на этапе (iv) и комбинации результирующих значений на этапе (v) в единую метрику дисбиоза включает масштабирование указанной комбинации разностей между соответствующими элементами профиля на этапе (iv) и комбинации результирующих значений на этапе (v) для получения значений аналогичного порядка величины.
17. Способ по любому из пп. 13-16, отличающийся тем, что указанную единую метрику откладывают на конечной числовой шкале с разделением на классы нормобиоза и дисбиоза в предварительно определенной точке на указанной конечной числовой шкале, которая представляет собой, или является комбинацией порогов при переходе от нормобиотического к дисбиотическому классу этапов (iv) и (v), аналогично масштабированной, если применялось масштабирование.
18. Способ по любому из пп. 13-16, отличающийся тем, что указанную единую метрику откладывают на конечной числовой шкале с разделением на классы нормобиоза и дисбиоза в предварительно определенной точке на указанной конечной числовой шкале, и причем
(a) для исследуемого образца, содержащего по меньшей мере одну из комбинаций разностей между соответствующими элементами профиля на этапе (iv) или комбинаций результирующих значений на этапе (v), превышающую пороговые значения при переходе от нормобиотического к дисбиотическому классу этапов (iv) и (v), соответственно, указанная точка разделения классов соответствует таковой одного или другого значения, превышающего пороговые значения при переходе от нормобиотического к дисбиотическому классу этапов (iv) или (v), аналогично масштабированной, если применялось масштабирование, и
(b) для исследуемого образца, в котором ни одна из комбинации разностей между соответствующими элементами профиля на этапе (iv) или комбинации результирующих значений на этапе (v) не находится за пределами пороговых значений при переходе от нормобиотического к дисбиотическому классу этапов (iv) и (v), соответственно, указанная точка разделения классов соответствует сумме порогов при переходе от нормобиотического к дисбиотическому классу этапов (iv) и (v), аналогично масштабированной, если применялось масштабирование.
19. Способ по любому из пп. 13-18, отличающийся тем, что взвешивание применяют в отношении комбинации разностей между соответствующими элементами профиля на этапе (iv) и комбинации результирующих значений на этапе (v) в течение второго этапа комбинирования, и при этом указанное взвешивание минимизирует эффекты технической вариации.
20. Способ получения информации, значимой для диагностики, мониторинга и/или характеристики заболеваний и состояний, связанных с нарушениями микробиоты ЖК тракта, или оценки риска развития заболевания или состояния, связанного с нарушением профиля микробиоты ЖК тракта, причем указанный способ включает осуществление способа согласно любому из пп. 1-19, причем результаты указанного способа, как определено выше, обеспечивают указанную информацию.
21. Способ диагностики, мониторинга и/или характеристики заболеваний и состояний, связанных с нарушениями микробиоты ЖК тракта, или оценки риска развития заболевания или состояния, связанного с нарушением профиля микробиоты ЖК тракта, причем указанный способ включает осуществление способа согласно любому из пп. 1-19, при этом указание на вероятность дисбиоза или степень дисбиоза свидетельствует о наличии или отсутствии, риске развития, прогрессировании или характеристиках указанного заболевания или состояния, связанного с нарушениями микробиоты ЖК тракта.
22. Способ по п. 20 или 21, отличающийся тем, что указанное заболевание или состояние, связанное с нарушением микробиоты ЖК тракта, выбрано из функциональных нарушений ЖК тракта, синдрома избыточного роста бактерий в тонком кишечнике, рака ЖК тракта, рака молочной железы, анкилозирующего спондилита; неалкогольного стеатогепатита; атопических заболеваний, метаболических нарушений, неврологических расстройств, аутоиммунных заболеваний, неполноценного питания, синдрома хронической усталости и аутизма.
23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что указанное функциональное нарушение ЖК тракта представляет собой СРК (синдром раздраженного кишечника).
24. Способ по любому из пп. 5-23, отличающийся тем, что указанный этап получения указанных профилей микробиоты включает анализ нуклеиновой кислоты, предпочтительно, секвенирование нуклеиновой кислоты, гибридизацию олигонуклеотидных зондов, амплификацию нуклеиновой кислоты на основе праймеров; обнаружение на основе антител или других специфичных аффинных лигандов, анализ протеома или анализ метаболома.
25. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанный образец из ЖК тракта выбран из
(а) содержимого просвета ЖК тракта, предпочтительно, содержимого желудка, содержимого кишечника, слизи и фекалий/кала или комбинаций указанных образцов,
(b) частей слизистой оболочки, подслизистой оболочки, наружного мышечного слоя, адвентициальной оболочки и/или серозной оболочки ткани/органа ЖК тракта,
(c) нуклеиновой кислоты, полученной из (а) или (b), предпочтительно, в результате обратной транскрипции и/или амплификации нуклеиновой кислоты, или
(d) культуры микроорганизмов (а) или (b).
26. Способ по п. 25 отличающийся тем, что указанный образец из ЖК тракта получен из тощей кишки, подвздошной кишки, слепой кишки, толстой кишки, прямой кишки или заднепроходного отверстия.
27. Компьютер, система или устройство, содержащие программу, приспособленную для осуществления способа по любому из предшествующих пунктов.
28. Система или устройство по п. 27, дополнительно приспособленные для осуществления получения профиля микробиоты или этапа указанного получения профиля.