【摘要】：以中醫(yī)藥大數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng),模型構(gòu)建和生物信息技術(shù)為手段,該課題組開發(fā)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)版的中藥整合藥理學(xué)數(shù)據(jù)和計(jì)算平臺(tái)。本平臺(tái)以中醫(yī)藥大數(shù)據(jù)(中藥方劑數(shù)據(jù)庫、中藥材數(shù)據(jù)庫、中藥成分?jǐn)?shù)據(jù)庫、疾病癥狀靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫)為支撐,以人工智能、數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)等為手段,構(gòu)建滿足個(gè)體需求的自助式服務(wù)平臺(tái)。通過建立"中藥方劑-化學(xué)成分-作用靶標(biāo)-疾病靶標(biāo)"多維度關(guān)聯(lián)的有效工具,能夠有效揭示中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及其分子機(jī)制。中藥整合藥理學(xué)數(shù)據(jù)和計(jì)算平臺(tái)在中藥質(zhì)量評價(jià)、中藥臨床重定位、中醫(yī)原創(chuàng)思維揭示、方劑配伍的分子機(jī)制、中藥新藥研發(fā)等方面,具有較好的應(yīng)用前景。
【圖文】：

檔卻?業(yè)人員學(xué)習(xí)和研究使用。2平臺(tái)數(shù)據(jù)庫世界范圍的信息化變革使得每個(gè)行業(yè)都面臨著大數(shù)據(jù)問題，當(dāng)前大數(shù)據(jù)為中醫(yī)藥現(xiàn)代化打開“機(jī)遇之窗”，也是整合藥理學(xué)研究的基石。在中藥整合藥理學(xué)計(jì)算平臺(tái)中，目前有4大數(shù)據(jù)庫:中藥方劑數(shù)據(jù)庫、中藥材數(shù)據(jù)庫、中藥成分?jǐn)?shù)據(jù)庫、疾病/癥狀靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫。其中，中醫(yī)方劑數(shù)據(jù)庫和中藥材數(shù)據(jù)庫是連接中醫(yī)臨床和傳統(tǒng)知識(shí)與現(xiàn)代科學(xué)之間的橋梁數(shù)據(jù)庫;中藥成分?jǐn)?shù)據(jù)庫和疾病/癥狀靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫是對揭示中藥方劑的化學(xué)物質(zhì)實(shí)體與機(jī)體生命活動(dòng)之間交互規(guī)律提供支撐。4大數(shù)據(jù)庫之間邏輯關(guān)系見圖1。圖1中藥整合藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫及其關(guān)系圖Fig.1ThelogicrelationformultipledatabasesinTCM-IP2.1中藥方劑數(shù)據(jù)庫依據(jù)《中華人民共和國衛(wèi)生部藥品標(biāo)準(zhǔn)———中藥成方制劑》，收錄由中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)系統(tǒng)整理的4052種中成藥，主要記載方劑名稱、劑型、服用方法、方劑功效、治療中醫(yī)疾病名稱、方劑組成(包括藥材名稱、用量、方劑地位)等信息，并對方劑名稱、劑型、服用方法等字段進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，，從而實(shí)現(xiàn)查詢功能。2.2中藥材數(shù)據(jù)庫依據(jù)2015年版《中國藥典》，收錄400余味常用中藥材，包括每一味藥材的中文名稱、拉丁名、性味歸經(jīng)、基原、產(chǎn)地、采集期、功效等信息，同時(shí)，對性、味、歸經(jīng)、功效、產(chǎn)地等字段進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，從而實(shí)現(xiàn)查詢功能。其中化學(xué)成分信息(CAS號(hào)、中文名稱、英文名稱、分子式、相對分子質(zhì)量、藥理作用)等來源于文獻(xiàn)和開源性中藥數(shù)據(jù)庫。2.3中藥成分?jǐn)?shù)據(jù)庫收錄上述400余味常用中藥材所含的1.3萬余個(gè)化合成分信息，包括成分名稱、CAS號(hào)、中文名稱、英文名稱、分子式、相對分子質(zhì)量、理化性質(zhì)、藥物代謝性質(zhì)、藥理作用。2.4疾病/癥狀靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫整合Drugbank(https://www.drugbank.ca/)，OMIM(http://www．

合藥理學(xué)計(jì)算平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用絡(luò)計(jì)算科學(xué)等方法和技術(shù)，突破中醫(yī)藥傳承與發(fā)展面臨的關(guān)鍵科學(xué)問題。實(shí)現(xiàn)中藥(含方劑)信息、成分信息、疾病/癥狀靶標(biāo)信息等的管理、檢索、分析、活性預(yù)測等功能，從數(shù)據(jù)導(dǎo)入和轉(zhuǎn)化、功能模塊和計(jì)算結(jié)果3個(gè)層級(jí)，實(shí)現(xiàn)中藥方劑“化學(xué)成分-體內(nèi)過程-網(wǎng)絡(luò)靶標(biāo)-藥理作用-中醫(yī)理論”多維度關(guān)聯(lián)分析，主要功能模塊有:中藥成分識(shí)別、ADME預(yù)測、靶標(biāo)預(yù)測、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與分析、“組-效”關(guān)系構(gòu)建等。在中藥整合藥理學(xué)V1.0版本，已實(shí)現(xiàn)藥物靶標(biāo)預(yù)測、藥物多層次網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、分析以及可視化的功能模塊，見圖2。圖2中藥整合藥理學(xué)平臺(tái)整體構(gòu)架Fig.2SchematicdiagramofTCM-IP3.1檢索、查詢針對中藥整合藥理學(xué)4個(gè)數(shù)據(jù)庫(中藥方劑數(shù)據(jù)庫、中藥材數(shù)據(jù)庫、中藥成分?jǐn)?shù)據(jù)庫和疾病靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫)，可進(jìn)行以下內(nèi)容的檢索:中藥方劑數(shù)據(jù)庫中方劑名稱、功效、方劑類型、服用方法、方劑組成等信息;中藥材數(shù)據(jù)庫中中藥名稱、拉丁名、性味歸經(jīng)、基原、產(chǎn)地、功效及其所含化合物等信息;中藥成分?jǐn)?shù)據(jù)庫中中英文名稱、CAS號(hào)、相對分子質(zhì)量、物理化學(xué)性質(zhì)以及藥物代謝性質(zhì)等;疾病/癥狀靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫，可以疾病或癥狀的英文關(guān)鍵詞進(jìn)行快速檢索，獲得治療相關(guān)疾病或癥狀的藥物及其靶標(biāo)信息。3.2靶標(biāo)預(yù)測和共性靶標(biāo)分析基于化學(xué)信息學(xué)的藥物靶標(biāo)預(yù)測方法分為:基于配體特征的預(yù)測、基于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特征的預(yù)測和基于數(shù)據(jù)挖掘方法的預(yù)測。本平臺(tái)目前采用二維結(jié)構(gòu)相似性搜索，即采用MACCS分子指紋，使用開源軟件OpenBabel［7］來進(jìn)行化學(xué)指紋特征的提取，并采用Tanimoto系數(shù)定義的相似度計(jì)量方法，通過與FDA上市藥物進(jìn)行相似性打分(Score＞0.6)，并提取作用靶標(biāo)，最后將中藥藥物成分的靶標(biāo)預(yù)測結(jié)果持久化存儲(chǔ)，中藥成分?jǐn)?shù)目和靶標(biāo)總數(shù)目見表1。共性
【作者單位】： 中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所;北京大學(xué)藥學(xué)院;中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院;中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心;
【基金】：國家科技支撐計(jì)劃課題(2011BAI07B08) 國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(81473414)
【分類號(hào)】：R285;TP311.13


本文編號(hào)：2521371