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龙图腾网获悉山东大学申请的专利非对照人群依赖的微生物网络分析的功能模块的挖掘方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117352063B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311398569.3，技术领域涉及：G16B40/00；该发明授权非对照人群依赖的微生物网络分析的功能模块的挖掘方法及系统是由冯强;王怡华;侯庆振设计研发完成，并于2023-10-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本非对照人群依赖的微生物网络分析的功能模块的挖掘方法及系统在说明书摘要公布了：本发明涉及一种非对照人群依赖的微生物网络分析的功能模块的挖掘方法及系统，包括：1数据准备：通过微生物组学数据，得到细菌的相对丰度、样本的分组信息；2构建微生物共生网络；3分析微生物共生网络；4挖掘功能模块。本发明将网络分析与宏基因组测序技术相结合，对于发现微生物群落的构建过程和群落的稳定维持中所必须的微生物关系，推断各种相互关系对宿主健康影响等提供了丰富的研究手段。网络分析能够揭示菌群中非随机的物种共发生模式，使物种间的直接互作或生态位共享特征得到较好的重现，对于理解微生物群落的组建机制、生态系统的功能以及识别群落中的关键物种至关重要。

本发明授权非对照人群依赖的微生物网络分析的功能模块的挖掘方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种非对照人群依赖的微生物网络分析的功能模块的挖掘方法，其特征在于，包括步骤如下： 1数据准备：通过微生物组学数据，得到细菌的相对丰度、样本的分组信息； 2构建微生物共生网络：微生物共生网络是一种图，包括两个基本的元素：点和边；把微生态系统抽象化为一个网络，将细菌的每个物种作为微生物共生网络的一个点，将细菌与细菌的相互作用关系作为微生物共生网络的一条边； 3分析微生物共生网络，包括： 3.1基于拓扑结构的差异性分析微生物共生网络，包括： 3.1.1微生物共生网络全局指标的直接数值比较，包括描述微生物共生网络的规模、凝聚性、连通度； 3.1.2通过Kolmogorov-Smirnovtest比较微生物共生网络中各点特征的整体分布； 3.2寻找微生物共生网络的关键菌，包括： 3.2.1划分微生物共生网络的子群，包括：通过随机游走的社团划分算法，将构建的微生物共生网络进行划分，划分成不同的子网络，也就是将微生物群落划分为不同的子群； 3.2.2根据微生物共生网络的拓扑性质包括凝聚性、稳定性、连通性，包括：选取凝聚性、稳定性、连通性最高，即描述微生物共生网络的规模的指标、描述微生物共生网络的凝聚性的指标、描述微生物共生网络的连通度的指标最高的对应的三个子网络作为模块，视为更重要的微生物子群；后续进行进一步的分析； 3.2.3寻找模块中的关键节点，包括： 选取节点度、接近中心性、介数中心性、特征向量中心性综合指标排名靠前的点为关键节点，模块中的关键节点包括： ①模块中的连接边数最高的一些节点；②处于模块中的中心地位的，也就是中心性最高的一些节点；中心性包括接近中心性、介数中心性、特征向量中心性；③连接节点、模块中心点和网络中心点，具体是指：根据点的模块内连接度Zi和模块间连接度Pi将模块中所有点归为四类：外围节点、连接节点、模块中心点和网路中心点； 4挖掘功能模块：将网络划分模块后，做模块与生理、代谢指标的相关性分析，挖掘重要模块的功能； 步骤2中，细菌与细菌的相互作用关系是指细菌与细菌的显著性相关性关系，边的权重是指两种细菌的spearman相关性系数； 基于细菌的相对丰度，计算两种细菌的spearman相关性系数即spearman秩相关系数； Spearman秩相关系数计算如下： 其中，ρ是指Spearman秩相关系数；di是指对应变量的秩之差，即两个变量分别排序后成对的变量位置差；n是指观测对象的数量； 已知每种细菌在组内各样本中的相对丰度，也就是一种菌在一组内样本的相对丰度对应一组变量，计算任意两种细菌的spearman相关性系数； 若两种细菌的spearman相关性系数的绝对值大于等于0.8，并且p1值小于等于0.05，则认为这两种细菌具有显著性相关性关系，这两种细菌之间连一条边，权重为spearman相关性系数，否则不连边，以此类推，构建微生物共生网络；spearman相关性系数显著性检验结果，p1值是原假设为真时出现结果的概率，原假设H0:两种菌的spearman相关性系数为0，即两种菌不相关；备择假设H1：两种菌的spearman相关性系数不为0； 步骤3.2.3中，模块内连通度Zi和模块间连通度Pi，计算如下： 对于Zi，Ki是节点i在模块Si中与其它节点连接的边数量，KSi是模块Si中所有节点的K值的平均值，K值为该节点在模块Si中与其它节点的连接数，σKSi是模块Si中所有节点的K值的标准差； 对于Pi，Kis是节点i与模块Si中节点的边数量，ki是节点i的度，M代表模块，NM即代表所有的模块； 根据公式可知，如果与某节点有关的边在所有模块中均匀分布，则该节点的Pi值接近于1；如果与某节点有关的所有的边都在其所属的模块内，则该节点的Pi值为0； 依据节点的拓扑特征将节点属性分为4种类型，包括： Zi2.5且Pi0.62时，判断该节点为模块中心点； Zi2.5且Pi0.62时，判断该节点为连接节点； Zi2.5且Pi0.62时，判断该节点为网路中心点； Zi2.5且Pi0.62时，判断该节点为外围节点； 连接节点、模块中心点和网路中心点为关键节点即微生物共生网络的关键菌。

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