發(fā)布時(shí)間：2021-11-24 16:47

　　藥物不良相互作用（Adverse Drug-Drug Interactions,DDIs）是指兩種或者兩種以上藥物同時(shí)或在一定時(shí)間內(nèi)先后應(yīng)用時(shí),在機(jī)體因素的參與下,藥物因彼此之間的交互作用而發(fā)生的藥動(dòng)學(xué)或（和）藥效學(xué)的變化。藥物不良相互作用是藥物治療中一個(gè)非常重要的風(fēng)險(xiǎn)因子,可能給患者帶來(lái)嚴(yán)重的副作用,甚至是死亡。雖然在藥物開(kāi)發(fā)階段會(huì)通過(guò)大量體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)篩查出一些可能會(huì)發(fā)生不良藥物相互作用的組合,這個(gè)過(guò)程需要消耗巨大的成本,需要一定的試驗(yàn)周期。但是在藥物投入市場(chǎng)以后,由于人類生命體征的復(fù)雜性,仍有可能會(huì)出現(xiàn)大量新的副作用威脅著人類的身體健康和生命。隨著醫(yī)藥信息化快速發(fā)展和不斷完善,擁有了豐富的醫(yī)藥數(shù)據(jù)資源,人們開(kāi)始借助數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)的手段在藥物設(shè)計(jì)和治療方案制定期間提前預(yù)測(cè)藥物之間的不良相互反應(yīng)。雖然已經(jīng)有許多計(jì)算性研究方法提出,但仍然存在一些問(wèn)題需要我們?nèi)ブ匾暫徒鉀Q。這些方法的局限性主要有（i）不能更好地應(yīng)對(duì)DDI這種高度不平衡數(shù)據(jù)（ii）大多是二階段而不是端到端的模型（iii）不能捕捉藥物之間的高階相似性（iv）不能預(yù)測(cè)出具體DDI類型。為了解決以上問(wèn)題,文章采取了圖（網(wǎng)絡(luò)）... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類示意圖??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???泛?／?：?：?ｖ：：僅／??－￣１、＾一＾�；n�；n＃?一?＼一，??＼?—？?ｗ?—－?Ａ?—＼?／??＼?Ｅｎｃｏｄｅｆ?■零?零擊應(yīng)?Ｄｅｃｏｄｅｒ?＼?／??／—?：：＃：｜：廠??［■—丨丨—■」?—??Ｉｎｐｕｔ?ｇｒａｐｈ?Ｏｕｔｐｕｔ?ｇｒａｐｈ??圖３－１基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鏈接預(yù)測(cè)圖??３．?２．?２問(wèn)題定義與模型具體細(xì)節(jié)??首先構(gòu)建圖Ｇ＝?（Ｖ，Ｅ）用于編碼器來(lái)非線性學(xué)習(xí)圖中節(jié)點(diǎn)的鄰域信息，｜Ｖ｜＝ｎ??表示圖中共有ｎ個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一種藥物，Ｅ為圖中邊的集合，表示圖中??所有的藥物－藥物相互作用關(guān)系。圖Ｇ用鄰接矩陣ＡｅＲＷｘＷ表示，經(jīng)過(guò)觀察得到??Ａｅ｛〇，ｌ｝ＷｘＡ／，１表示已經(jīng)存在的邊，即己經(jīng)有的藥物－藥物相互作用，０表示沒(méi)??有相互作用的邊或者是未明確而等待去發(fā)現(xiàn)的邊，Ｎ表示藥物節(jié)點(diǎn)數(shù)。Ａ中的行??向量用ａ表示，例如，我們用ａ，？表示矩陣Ａ的第ｉ行。藥物節(jié)點(diǎn)的特征信息用Ｘｅ??表示，Ｆ表示藥物特征向量的維數(shù)。在模型訓(xùn)練中出學(xué)習(xí)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)信息??即鄰域信息外，加入節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)義信息會(huì)增加學(xué)習(xí)到節(jié)點(diǎn)特征向量表示更加準(zhǔn)確。??加入節(jié)點(diǎn)單邊信息的鄰接矩陣用增廣矩陣＾?＋?＾表示，Ｘ由（Ａ，Ｘ）??串聯(lián)而成。自動(dòng)編碼器模型ｈ?（Ａ，Ｘ）的目標(biāo)是學(xué)習(xí)到節(jié)點(diǎn)的一系列低維隱層向量??表示ＺＥ?ｘ?Ｄ，然后在減小原始矩陣Ａ和通過(guò)解碼器重構(gòu)的重構(gòu)矩陣Ａ?？的過(guò)程??中就可以得到一個(gè)近似重構(gòu)矩陣Ａ?＇??ｑ其中表示了圖中第ｉ個(gè)節(jié)點(diǎn)的局部鄰居信息。自動(dòng)編碼器結(jié)構(gòu)在上執(zhí)行的??一系列非線性變換可以概括為兩部分：編碼器沒(méi)（叫）：ＲＷ＂＊ＲＤ，和解碼器／（２，）??。我們堆

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???４．２．２問(wèn)題定義??由上可知，我們將預(yù)測(cè)藥物對(duì)之間的不良相互作用定義為在異構(gòu)圖上的多關(guān)??系鏈接預(yù)測(cè)問(wèn)題，如圖４－２所示。異構(gòu)圖用Ｇ＝?（Ｖ，／？）表示，｜Ｖ｜＝ｎ表示圖中??共有ｎ個(gè)節(jié)點(diǎn)（包括藥物節(jié)點(diǎn)和蛋白質(zhì)節(jié)點(diǎn)），表示單個(gè)節(jié)點(diǎn)；表示圖中??所有的邊，分別有藥物－藥物相互作用邊（包括不同的類型）、藥物－蛋白質(zhì)相互??作用邊和蛋白質(zhì)－蛋白質(zhì)相互作用邊。同時(shí)，異構(gòu)圖中的節(jié)點(diǎn)都有自己的特征向??量信息。表示為Ｘｌ，ｘ２，－，?ｘｎ。藥物不良相互作用預(yù)測(cè)的多關(guān)系預(yù)測(cè)是預(yù)測(cè)不同的??藥物之間的相互作用類型，即邊的具體類型，在圖Ｇ中的話，即預(yù)測(cè)給定的一組??藥物對(duì)（Ｖｉ，Ｖｙ），與一種藥物－藥物類型相對(duì)應(yīng)的邊ｒＧ／？，發(fā)生的??概率。在Ｒ－ＧＣＮ?Ａｕｔｏｅｎｃｏｄｅｒ模型中，編碼器將每個(gè)實(shí)體％映射為實(shí)值向量ＺｉＧＲｄ，??解碼器依賴節(jié)點(diǎn)的表示重構(gòu)圖中的邊，也就是說(shuō)，為每個(gè)三元組計(jì)算其??得分。??Ｎｏｄｅ?ｆｅａｔｕｒｅ?ｖｅｃｔｏｒ?ＩＩ??Ｏ?Ｄｒｕ？?圍?Ｙ?圍??〇?Ｐｒｏｔｅｉｎ??圖４－１藥物及蛋白質(zhì)分子異構(gòu)圖??２７??


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