本申请涉及数字谱系追踪，特别是涉及数字化细胞发育轨迹追踪方法、系统、设备及介质。
背景技术：
1、在发育生物学的研究中，细胞从一种状态转变为另一种状态，伴随着不同基因的激活和沉默。利用单细胞转录组测序技术，我们可以设计算法来学习细胞状态转变过程中每个细胞所经历的基因表达变化，从而模拟基因表达的整体“发育轨迹(developmentaltrajectory)”，将每个细胞放置在发育轨迹中的对应位置，即预测了细胞发育谱系。当前虽然已有较为流行的谱系预测算法，但仍无法精确追踪单个细胞的发育轨迹。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供数字化细胞发育轨迹追踪方法、系统、设备及介质，用于解决现有的谱系预测算法仍无法精确追踪单个细胞的发育轨迹的技术问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种数字化细胞发育轨迹追踪方法，包括：获取转录组数据，并对不同测序批次的转录组数据进行整合并矫正批次效应；通过选取高变异基因和/或通过主成分分析法对细胞状态进行分类以提取发育基因集；基于所述发育基因集生成细胞发育谱系，据以追踪单个细胞和/或细胞群体的发育轨迹。
3、于本申请的第一方面的一些实施例中，通过选取高变异基因提取发育基因集的方式包括：构建基因表达水平和标准方差之间的关联关系；设定一标准差阈值，提取高于所述标准差阈值的高变异基因以形成发育基因集。
4、于本申请的第一方面的一些实施例中，通过主成分分析法提取发育基因集的方式包括：确定若干个主成分因子，如pc1，pc2,…,pcn；提取权重高于预设阈值的基因形成发育基因集。
5、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述细胞发育谱系预测的生成过程包括：对每个发育时间点的细胞和/或细胞群体进行距离计算得到对应的转录组距离；基于每个发育时间点的细胞和/或细胞群体的转录组距离构成细胞发育谱系。
6、于本申请的第一方面的一些实施例中，对每个发育时间点的细胞和/或细胞群体进行距离计算的方式包括基于所述发育基因集作基因表达矩阵减法操作或欧氏距离计算操作以得到细胞和/或细胞群体间的转录组距离。
7、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述方法还包括：为细胞群体转录组测序数据增设距离差异筛选条件以补偿细胞群体走向多个发育命运的异质性。
8、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述距离差异筛选条件包括：计算当前发育时间点的细胞群体在下一发育时间点与其之间的转录组距离最近的细胞群体；若存在转录组距离差异小于预设阈值的细胞群体，则令该细胞群体为分支发育子代；重复上述步骤以建立细胞群体的发育轨迹。
9、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第二方面提供一种数字化细胞发育轨迹追踪系统，包括：数据整合模块，用于获取转录组数据，并对不同测序批次的转录组数据进行整合并矫正批次效应；基因集提取模块，用于通过选取高变异基因和/或通过主成分分析法对细胞状态进行分类以提取发育基因集；发育轨迹追踪模块，用于基于所述发育基因集生成细胞发育谱系，据以追踪单个细胞和/或细胞群体的发育轨迹。
10、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述数字化细胞发育轨迹追踪方法。
11、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第四方面提供一种计算机设备，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述计算机设备执行所述数字化细胞发育轨迹追踪方法。
12、如上所述，本申请的数字化细胞发育轨迹追踪方法、系统、设备及介质，具有以下有益效果：本发明提供数字谱系追踪模型，通过连续计算相邻时间点的细胞(或细胞群体)间的“转录组距离”，来确定单个细胞(或细胞群体)在下一个时间点对应的发育子代，极大地提高了细胞发育谱系预测的精准度。
1.一种数字化细胞发育轨迹追踪方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的数字化细胞发育轨迹追踪方法，其特征在于，通过选取高变异基因提取发育基因集的方式包括：构建基因表达水平和标准方差之间的关联关系；设定一标准差阈值，提取高于所述标准差阈值的高变异基因以形成发育基因集。
3.根据权利要求1所述的数字化细胞发育轨迹追踪方法，其特征在于，通过主成分分析法提取发育基因集的方式包括：确定若干个主成分因子；提取权重高于预设阈值的基因形成发育基因集。
4.根据权利要求1所述的数字化细胞发育轨迹追踪方法，其特征在于，所述细胞发育谱系预测的生成过程包括：对每个发育时间点的细胞和/或细胞群体进行距离计算得到对应的转录组距离；基于每个发育时间点的细胞和/或细胞群体的转录组距离构成细胞发育谱系。
5.根据权利要求4所述的数字化细胞发育轨迹追踪方法，其特征在于，对每个发育时间点的细胞和/或细胞群体进行距离计算的方式包括基于所述发育基因集作基因表达矩阵减法操作或欧氏距离计算操作以得到细胞和/或细胞群体间的转录组距离。
6.根据权利要求1所述的数字化细胞发育轨迹追踪方法，其特征在于，所述方法还包括：为细胞群体转录组测序数据增设距离差异筛选条件以补偿细胞群体走向多个发育命运的异质性。
7.根据权利要求6所述的数字化细胞发育轨迹追踪方法，其特征在于，所述距离差异筛选条件包括：计算当前发育时间点的细胞群体在下一发育时间点与其之间的转录组距离最近的细胞群体；若存在转录组距离差异小于预设阈值的细胞群体，则令该细胞群体为分支发育子代；重复上述步骤以建立细胞群体的发育轨迹。
8.一种数字化细胞发育轨迹追踪系统，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述数字化细胞发育轨迹追踪方法。
10.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器及存储器；
