[發明專利]基于人工智能的中藥質量控制與天然物功效預測模型及其構建和使用方法

有效

• 申請號: 202010467222.X
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111681717B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 熊江輝
• 申請（專利權）人: 北京銀谷芳香科技有限公司
• 主分類號: G16C20/50
• 分類號: G16C20/50;G16C20/30;G06N3/0455;G06N3/08
• 代理公司: 北京匯知杰知識產權代理有限公司 11587
• 代理人: 楊巍;柴春玲

本發明公開了基于人工智能的中藥質量控制與天然物功效預測模型及其構建和使用方法。所述方法包括：1)對于已知性味歸經功效的中藥，獲得所述中藥的化學成分集；2)根據所述中藥的化學成分集，獲得每種化學成分對應的相互作用基因，形成所述中藥的相互作用基因集；3)對于所述中藥的相互作用基因集，計算所述中藥對于功能基因模塊的靶向系數；4)基于所述中藥對于所述功能基因模塊的靶向系數，建立評價中藥與天然物的性味歸經的模型，例如基于稀疏自編碼器的模型。本發明的基于人工智能的方法可以對中藥樣本與其理論功效的差距進行量化從而達到質量控制的目的，也可以對新的天然產物提取物進行功效預測與評價。

技術領域

本發明涉及天然物、特別是中藥的評價領域，更具體地涉及一種通過人工智能法對天然物、特別是中藥的性味歸經功效進行精確評價并預測的方法。

背景技術

中藥材、中藥復方均是天然化合物復雜體系。中藥材在幾千年的應用中形成相對穩定的功效與用法，其物質基礎來源于中藥材中化合物的主要成分、及其組合比例相對固定。中藥的“性味歸經”，其中“性”一般是指寒、熱、溫、涼、平五種藥性；“味”指辛、甘、酸、苦、咸五種味；“歸經”是描述藥物對于機體的選擇性作用的一種功效標簽例如“歸肺經”、“歸胃經”、“歸膽經”等。即使忽略臟腑文字標簽與人體解剖結構的間接對應關系，歸經屬性反映了藥物作用人體的選擇性，這種選擇性除了與組織器官的隱含對應關系，也可能對應人體特定的生物學過程，或基因網絡的特定模塊。總之，性味歸經功效標簽，反映了中藥材相對穩定的性狀，也是其功效的基礎。中藥藥效的物質基礎是指中藥及其復方制劑中發揮藥效作用的化學成分，是中藥材及其產品安全性、有效性以及質量穩定可控的保障。

然而，由于中藥成分的復雜性，受限于當前的研究思路與方法，中藥及中藥復方這一復雜體系的“質-量-效”關系尚不清晰，導致中藥質控水平“難關藥效、量而不準、難控難評”，成為制約中藥現代化、產業化和國際化的技術瓶頸。

目前已有的中藥質量控制技術路線主要包括三種：

第一種是感官評價法，又稱為形性評價法，主要是指以中藥藥材的形狀、大小、顏色、氣味、表面特征、質地等表觀性狀來判斷中藥的質量。但是，該方法缺乏明確定量特征，對質量差異不大的藥材不能進行精準判別；

第二種是基于中藥指紋圖譜的化學評價法，但由于中藥的化學成分變化因素較為復雜，并且當前指紋圖譜與藥理作用的相關性尚不清晰，無法從指紋圖譜中解析某一段峰所代表的藥理作用。目前指紋圖譜反映的主要是中藥部分成分的化學信息，而不是藥效信息，與臨床功效相去甚遠，因而需要有新技術跨越化學圖譜與藥效的鴻溝；

第三種方法是生物評價法，該方法可以定性定量表征和評價中藥內在品質的真偽優劣及毒副作用，突破了唯成分論質量的局限性。不足是測試指標與中藥療效的相關性差，而且方法重現性和穩定性不足。

因此，本領域仍需要一種能夠對天然物、特別是中藥的質量與功效進行精確預測的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供對天然物、特別是中藥的質量與功效進行精確量化與預測的新方法。

在第一方面，本發明提供了一種建立評價天然物的性味歸經的模型的方法，所述方法包括：

1)對于已知性味歸經功效的中藥，所述中藥包括已知具有所述性味歸經功效的中藥，獲得所述中藥的化學成分集；

2)根據所述中藥的化學成分集，獲得每種化學成分對應的相互作用基因，形成所述中藥的相互作用基因集；

3)對于所述中藥的相互作用基因集，計算所述中藥對于功能基因模塊的靶向系數；

4)基于所述中藥對于所述功能基因模塊的靶向系數，建立評價天然物的性味歸經的模型。

在一個實施方案中，所述中藥包括已知不具有所述性味歸經功效的中藥。