本發(fā)明涉及生物信息學(xué)和藥物設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于提高網(wǎng)絡(luò)接近度法優(yōu)選藥物效率的技術(shù)方法。

背景技術(shù)：

1、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)結(jié)合生物信息學(xué)、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)和藥物學(xué)，研究藥物分子與生物體內(nèi)靶點(diǎn)、通路、基因、蛋白質(zhì)等分子的相互作用網(wǎng)絡(luò)。這種方法的核心在于系統(tǒng)生物學(xué)的觀念，即生命系統(tǒng)被視為一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，其中各組成部分之間存在復(fù)雜的相互作用。疾病的發(fā)生涉及這個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中部分或全部節(jié)點(diǎn)的變化，而藥物作用在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中有限的靶點(diǎn)上，從而影響網(wǎng)絡(luò)對(duì)疾病的治療產(chǎn)生作用。

2、網(wǎng)絡(luò)接近度法的藥物優(yōu)選方法是一種基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析的策略，用于在藥物開發(fā)過程中篩選和優(yōu)化潛在的藥物候選分子。它通過分析藥物與其潛在靶標(biāo)之間的網(wǎng)絡(luò)距離或連接性來預(yù)測(cè)藥物的作用效果。這種方法的核心思想是，藥物作用靶標(biāo)與疾病相關(guān)蛋白在生物網(wǎng)絡(luò)中的距離越近，它們之間發(fā)生相互作用的可能性就越大。

3、但是在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接近度算法中使用的計(jì)算策略存在重復(fù)計(jì)算d值問題，當(dāng)需要計(jì)算大量分子與靶蛋白網(wǎng)絡(luò)之間的接近度時(shí)，這些分子作用的蛋白可能存在重疊，對(duì)每一個(gè)分子都獨(dú)立進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)接近度計(jì)算，其中必然存在眾多的重復(fù)計(jì)算降低藥物優(yōu)選效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中大規(guī)模藥物優(yōu)選中網(wǎng)絡(luò)接近度計(jì)算效率低的問題，提供一種高效的基于網(wǎng)絡(luò)接近度的藥物優(yōu)選方法。通過將藥物節(jié)點(diǎn)間的距離計(jì)算問題轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)查詢問題，顯著降低了計(jì)算資源消耗和時(shí)間。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種高效的基于網(wǎng)絡(luò)接近度法的藥物優(yōu)選方法，包括：

4、獲取包含疾病靶網(wǎng)絡(luò)和藥物靶點(diǎn)的蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)；

5、計(jì)算蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)中每?jī)蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的最短距離并保存；

6、根據(jù)藥物靶點(diǎn)信息，在保存的蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)距離數(shù)據(jù)中查詢靶點(diǎn)到靶網(wǎng)絡(luò)的距離，進(jìn)而計(jì)算藥物與靶網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)絡(luò)接近度值，所述網(wǎng)絡(luò)接近度值包括d值和/或z值；

7、依據(jù)網(wǎng)絡(luò)接近度值進(jìn)行藥物優(yōu)選。

8、進(jìn)一步地，包含疾病靶網(wǎng)絡(luò)和藥物靶點(diǎn)的蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)是基于公開文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)庫(kù)獲取的。

9、進(jìn)一步地，所述包含疾病靶網(wǎng)絡(luò)和藥物靶點(diǎn)的蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)是原始蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)圖中的最大連通分量。

10、進(jìn)一步地，所述最短距離采用igraph包中的shortest.paths函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

11、進(jìn)一步地，還包括依據(jù)藥物在其他數(shù)據(jù)庫(kù)中的擾動(dòng)相似度評(píng)分進(jìn)行藥物優(yōu)選。

12、進(jìn)一步地，所述其他數(shù)據(jù)庫(kù)中的擾動(dòng)相似度評(píng)分為camp和lincs數(shù)據(jù)庫(kù)中的scaled_score值。

13、進(jìn)一步地，所述依據(jù)網(wǎng)絡(luò)接近度值進(jìn)行藥物優(yōu)選具體為：

14、將所有藥物按照網(wǎng)絡(luò)接近度值由高至低排序，選取排序在前的藥物作為優(yōu)選藥物。

15、一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的一種高效的基于網(wǎng)絡(luò)接近度法的藥物優(yōu)選方法。

16、一種包含計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令在由計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的一種高效的基于網(wǎng)絡(luò)接近度法的藥物優(yōu)選方法。

17、一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序/指令，該計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述一種高效的基于網(wǎng)絡(luò)接近度法的藥物優(yōu)選方法的步驟。

18、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明方法將網(wǎng)絡(luò)接近度法中d值的計(jì)算過程轉(zhuǎn)換成了數(shù)據(jù)矩陣中的數(shù)據(jù)查詢，有效的避免了大規(guī)模藥物優(yōu)選過程中出現(xiàn)的多次重復(fù)計(jì)算d值的問題，具有計(jì)算速度快，可用于多種疾病的藥物優(yōu)選，資源消耗少的優(yōu)點(diǎn)，該方法在大規(guī)模的藥物優(yōu)選過程中有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種高效的基于網(wǎng)絡(luò)接近度法的藥物優(yōu)選方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包含疾病靶網(wǎng)絡(luò)和藥物靶點(diǎn)的蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)是基于公開文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)庫(kù)獲取的。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述包含疾病靶網(wǎng)絡(luò)和藥物靶點(diǎn)的蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)是原始蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)圖中的最大連通分量。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述最短距離采用igraph包中的shortest.paths函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括依據(jù)藥物在其他數(shù)據(jù)庫(kù)中的擾動(dòng)相似度評(píng)分進(jìn)行藥物優(yōu)選。

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述其他數(shù)據(jù)庫(kù)中的擾動(dòng)相似度評(píng)分為camp和lincs數(shù)據(jù)庫(kù)中的scaled_score值。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述依據(jù)網(wǎng)絡(luò)接近度值進(jìn)行藥物優(yōu)選具體為：將所有藥物按照網(wǎng)絡(luò)接近度值由高至低排序，選取排序在前的藥物作為優(yōu)選藥物。

8.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種高效的基于網(wǎng)絡(luò)接近度法的藥物優(yōu)選方法。

9.一種包含計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令在由計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種高效的基于網(wǎng)絡(luò)接近度法的藥物優(yōu)選方法。

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序/指令，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述一種高效的基于網(wǎng)絡(luò)接近度法的藥物優(yōu)選方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種高效的基于網(wǎng)絡(luò)接近度法的藥物優(yōu)選方法，本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接近度算法在計(jì)算大規(guī)模藥物優(yōu)選時(shí)存在的重復(fù)計(jì)算問題，通過優(yōu)化計(jì)算策略，將單個(gè)藥物的節(jié)點(diǎn)距離計(jì)算問題轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)查詢問題，大幅縮短了計(jì)算時(shí)間。具體地，本發(fā)明首先獲取包含疾病靶網(wǎng)絡(luò)和藥物靶點(diǎn)的蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算并保存網(wǎng)絡(luò)中每?jī)蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的距離；然后，在藥物優(yōu)選過程中，通過查詢數(shù)據(jù)矩陣中的節(jié)點(diǎn)距離信息，快速計(jì)算藥物與靶網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)絡(luò)接近度d值和z值，并按z值排序?qū)崿F(xiàn)藥物優(yōu)選。本發(fā)明方法有效避免了重復(fù)計(jì)算，具有計(jì)算速度快、資源消耗少、適用于多種疾病藥物優(yōu)選的優(yōu)點(diǎn)，在大規(guī)模藥物優(yōu)選過程中具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：代紹興,包楊歡,楊鵬鵬,周子昂,呂豪豪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：普百思生物科技（蘇州）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6