中國科學院新疆理化技術(shù)研究所趙博偉獲國家專利權(quán)
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龍圖騰網(wǎng)獲悉中國科學院新疆理化技術(shù)研究所申請的專利一種基于生物知識和網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的藥物重定位方法和系統(tǒng)獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán),本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予,授權(quán)公告號為:CN114171113B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-02發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉:該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為:202111451563.9,技術(shù)領(lǐng)域涉及:G16B15/30;該發(fā)明授權(quán)一種基于生物知識和網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的藥物重定位方法和系統(tǒng)是由趙博偉;胡倫;周喜;蔣同海;蘇小芮設計研發(fā)完成,并于2021-12-01向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。
本一種基于生物知識和網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的藥物重定位方法和系統(tǒng)在說明書摘要公布了:本發(fā)明提出了一種基于生物知識和網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的藥物重定位方法和系統(tǒng),包括網(wǎng)絡構(gòu)建模塊、特征學習模塊、模型訓練模塊、藥物重定位模塊以及結(jié)果展示模塊,其中,所述網(wǎng)絡構(gòu)建模塊將生物網(wǎng)絡數(shù)據(jù)構(gòu)建為異構(gòu)信息網(wǎng)絡,特征學習模塊執(zhí)行服務器計算指令,獲得藥物和疾病的生物特征矩陣和網(wǎng)絡特征矩陣,模型訓練模塊獲取輸入?yún)?shù)后在服務器中訓練藥物發(fā)現(xiàn)模型,藥物重定位模塊在得到藥物重定位模型后執(zhí)行藥物重定位指令,最后將藥物重定位結(jié)果通過展示模塊進行輸出展示。本發(fā)明直接作用于包含有生物知識的生物網(wǎng)絡數(shù)據(jù)集合,能夠針對異構(gòu)生物網(wǎng)絡進行藥物重定位,效果準確度高,能夠有效挖掘已知藥物的新用途。
本發(fā)明授權(quán)一種基于生物知識和網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的藥物重定位方法和系統(tǒng)在權(quán)利要求書中公布了:1.一種基于生物知識和網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的藥物重定位方法,其特征在于,按下列步驟進行: a、收集已知藥物和疾病的關(guān)聯(lián)關(guān)系數(shù)據(jù)、藥物和蛋白質(zhì)的關(guān)聯(lián)關(guān)系數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)和疾病的關(guān)聯(lián)關(guān)系數(shù)據(jù)、藥物分子結(jié)構(gòu)信息和疾病MeSH描述符信息; b、基于步驟a中的藥物和疾病的關(guān)聯(lián)關(guān)系數(shù)據(jù)、藥物和蛋白質(zhì)的關(guān)聯(lián)關(guān)系數(shù)據(jù)以及蛋白質(zhì)和疾病的關(guān)聯(lián)關(guān)系數(shù)據(jù)構(gòu)建異構(gòu)信息網(wǎng)絡; c、應用化學信息學對步驟a中藥物分子結(jié)構(gòu)信息采用了RDKit開源工具包進行計算,得到藥物分子指紋矩陣; d、應用語義相似性理論對步驟a中疾病MeSH描述符信息采用Jaccard公式進行計算,得到疾病語義相似矩陣; e、基于步驟c中藥物分子指紋矩陣和步驟d中疾病語義相似矩陣,應用自動編碼器進行訓練,得到藥物和疾病的生物特征矩陣; f、基于步驟b中異構(gòu)信息網(wǎng)絡,應用圖嵌入模型采用DeepWalk算法計算出藥物和疾病的網(wǎng)絡特征,得到藥物和疾病的網(wǎng)絡特征矩陣; g、基于步驟e中藥物和疾病的生物特征矩陣和步驟f中藥物和疾病的網(wǎng)絡特征矩陣,應用隨機森林分類器訓練出藥物重定位模型; h、根據(jù)步驟g所得的藥物重定位模型,獲取所需的候選藥物; 其中,步驟b中構(gòu)建的異構(gòu)信息網(wǎng)絡為HIN={V,A,E},V為所有節(jié)點構(gòu)成的集合,包括藥物、蛋白質(zhì)和疾病分子,A為節(jié)點屬性的集合,包括藥物和疾病分子的生物知識,E為所有邊構(gòu)成的集合,包括藥物、蛋白質(zhì)和疾病分子之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系; 步驟d中得到的疾病語義相似矩陣SDI為: 其中, 為和之間的語義相似性,滿足下式: 其中,為疾病的語義值,為疾病的語義值,分別通過計算對應疾病的所有祖先節(jié)點和的貢獻得到;為疾病對疾病的貢獻,為疾病對疾病的貢獻。
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