[發(fā)明專利]面向新冠病毒治療藥物的藥物重定位方法及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010499761.1
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN111696685A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林鴻飛;劉海峰
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G16H70/40
• 分類號(hào): G16H70/40;G16H50/70
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 劉斌

一種面向新冠病毒治療藥物的藥物重定位方法及其應(yīng)用，該方法包括以下步驟：s1.采集新冠病毒診療方案報(bào)告，構(gòu)建已知新冠疾病的治療方案數(shù)據(jù)集；s2.擴(kuò)展藥物?疾病?靶點(diǎn)關(guān)系數(shù)據(jù)；s3.實(shí)體命名標(biāo)準(zhǔn)化及構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)；s4.網(wǎng)絡(luò)表示及關(guān)聯(lián)度計(jì)算；s5.潛在治療藥物排序。本發(fā)明不僅考慮藥物疾病相似性和藥物靶點(diǎn)之間的相似性，同時(shí)結(jié)合藥物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相似性和靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相似性，提高藥物靶點(diǎn)相互作用關(guān)系預(yù)測準(zhǔn)確率。基于構(gòu)建的新冠病毒數(shù)據(jù)集挖掘出治療新冠疾病的潛在藥物，能夠有效地發(fā)現(xiàn)上市藥物中有助于新冠病毒治療的潛在藥物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉生物醫(yī)學(xué)及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種面向新冠病毒治療藥物的藥物重定位方法。

背景技術(shù)

藥物重定位(Drug repositioning，也稱repurposing)已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)界和民眾關(guān)注的熱點(diǎn)，涉及對現(xiàn)有藥物進(jìn)行新治療目的的研究。新藥研發(fā)具有周期長、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大等特點(diǎn)，往往是漫長而艱難的。藥物重定位，即發(fā)現(xiàn)原有藥物的新適應(yīng)癥，可有效縮短周期、降低成本、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，正在成為藥物研發(fā)的重要策略。因此，如何實(shí)現(xiàn)“舊藥新用”，減少新藥研發(fā)周期對藥物研發(fā)具有重大的理論價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。

一種藥物從被發(fā)現(xiàn)到批準(zhǔn)上市，期間需要經(jīng)過分子探索研究、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究、臨床試驗(yàn)研究等多個(gè)環(huán)節(jié)，平均需投入10～15年和8億美元，且成功率極低。發(fā)掘已上市藥物的新適應(yīng)癥或新用途，毋需考慮安全性和有效性，可大大降低藥物研發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)和成本。

藥物重定位的生物學(xué)依據(jù)是一藥多靶和一靶多治，主要是基于生命科學(xué)尤其是網(wǎng)絡(luò)生物學(xué)研究所取得的成果。目前用于藥物重定位研究的主要方法有兩類，一是以高通量篩選、高內(nèi)涵技術(shù)為主的篩選方法，二是基于計(jì)算機(jī)的虛擬篩選和生物計(jì)算的方法。其中為開展藥物重定位研究所建立的高通量篩選技術(shù)需購置專門的儀器設(shè)備，開發(fā)和購買特定的試劑盒，開展專門的數(shù)據(jù)分析和挖掘工作，并需投入大量專業(yè)技術(shù)人員，國外有實(shí)力的制藥企業(yè)常采用該方法。然而，高通量篩選方法的通量再高也有一定限度，只能對較少的藥物進(jìn)行篩選，而且存在其篩選結(jié)果會(huì)受到藥物的化學(xué)性質(zhì)、穩(wěn)定性等因素的影響，且不適合對前藥進(jìn)行篩選等缺點(diǎn)。為提高篩選效率，目前所采用的策略是運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的思路和方法，首先應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬篩選，優(yōu)選成藥性及發(fā)展前景好的候選藥物，進(jìn)一步開展高通量和高內(nèi)涵篩選。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可靠性強(qiáng)，適用于潛在藥物的挖掘的藥物重定位方法，特別是針對新冠病毒(COVID-19)的潛在治療藥物數(shù)據(jù)挖掘方法。

該方法包括以下步驟：

S1、采集新冠病毒診療方案報(bào)告，構(gòu)建已知新冠疾病的治療方案數(shù)據(jù)集：新冠病毒相關(guān)數(shù)據(jù)來自三個(gè)方面，1、國家衛(wèi)健委新冠病毒診療報(bào)告。2、DrugBank和repoDB數(shù)據(jù)庫。3、medRxiv、bioRxiv文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)采集過程包含以下步驟：

A1、采集數(shù)據(jù)：通過利用爬蟲技術(shù)，采集國家衛(wèi)健委有關(guān)新冠病毒的治療方案報(bào)告，并以字符串的形式存儲(chǔ)到本地?cái)?shù)據(jù)庫中；對于DrugBank和repoDB數(shù)據(jù)庫，下載網(wǎng)站數(shù)據(jù)并以CSV形式存儲(chǔ)到本地；對于medRxiv、bioRxiv數(shù)據(jù)庫，以COVID等相關(guān)檢索詞在數(shù)據(jù)庫檢索，并下載檢索結(jié)果以文本形式存儲(chǔ)到本地；