協(xié)同過濾算法在藥物重定位中的研究與應(yīng)用.pdf

1、藥物研究與開發(fā)是國際間科技與經(jīng)濟競爭的重要領(lǐng)域之一。雖然近年來新藥物的研發(fā)過程中不斷引入新技術(shù)、新方法和新策略，但是新藥物的發(fā)現(xiàn)數(shù)量卻呈現(xiàn)出持續(xù)下降的趨勢。在此情況下，運用藥物重定位技術(shù)，發(fā)掘原有藥物的新療效，從而實現(xiàn)“老藥新用”，已成為提升藥品研發(fā)的投入產(chǎn)出比、降低失敗風(fēng)險的有效措施。本文以上海計算機軟件技術(shù)開發(fā)中心所承擔(dān)的“基于多層藥理網(wǎng)絡(luò)的藥物重定向研究”項目為背景，研究和分析了藥物重定位相關(guān)計算機算法的現(xiàn)狀，針對藥物與靶標之間具

2、有關(guān)聯(lián)關(guān)系的特點，采用根據(jù)藥物間相似性進行靶標推薦的思路，設(shè)計并實現(xiàn)了面向藥物重定位的協(xié)同過濾算法及其應(yīng)用平臺，為藥物重定位研究提供了重要的分析手段。
　　本文主要研究并解決了以下三個問題：（1）多源異構(gòu)藥物數(shù)據(jù)的整合問題。對多個開源藥物信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與類型進行了研究和分析，設(shè)計了數(shù)據(jù)集成方案，將異構(gòu)藥物數(shù)據(jù)在邏輯與物理層面上進行整合。（2）適用于藥物數(shù)據(jù)特征的推薦算法選擇問題。本文將“藥物-靶標”之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系類比為“用戶-項目”

3、場景，即將藥物視為用戶，靶標視為項目，從而選擇將協(xié)同過濾算法應(yīng)用于藥物重定位。（3）初始藥物-靶標關(guān)聯(lián)矩陣過于稀疏的問題。為提高協(xié)同過濾推薦結(jié)果的準確度，首先在基于內(nèi)容的推薦結(jié)果基礎(chǔ)上，使用混合加權(quán)預(yù)測算法對初始藥物-靶標關(guān)聯(lián)矩陣進行改進，然后再應(yīng)用協(xié)同過濾算法，實現(xiàn)重定位藥物的推薦。實驗表明，本文使用的方法比直接應(yīng)用常規(guī)協(xié)同過濾更加準確。
　　最后，本文設(shè)計并實現(xiàn)了藥物重定位檢索平臺，將研究工作的成果應(yīng)用于實際項目中，對進一步開