课题基金 / 基金详情

面向药品重定位的医学知识图谱的构建与应用

批准号:
62076045
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
车超
依托单位:
学科分类:
交叉学科驱动的人工智能
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
车超

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
面对突然爆发的未知病毒,从头开始研发新药花费太长时间,“老药新用”的药物重定位策略是最佳选择。综合全面的医学知识库是利用计算机进行药品重定位的基础,但目前的药品重定位研究既缺乏综合各类药品知识的大规模知识库,也没有利用大规模知识库的知识表达手段。针对上述两个问题,本项目将知识图谱引入药品重定位,研究基于知识图谱的药品重定向方法。本项目在整合多个国外主流医药知识库的基础上,融合中文药品知识库,构建综合各类药品知识的医药知识图谱。同时从最新的医学文献和专利抽取知识,不断扩充知识图谱。在建立知识图谱后,针对医药知识图谱的特点,改进目前的表示学习模型,得到知识图谱的嵌入表示,采用PU学习和链接预测的方法进行药品重定位。本项目可为应急条件下的药品快速研发提供支持,提高我国应对紧急公共卫生事件的能力;还能辅助药品研发,有效降低研发经费和失败风险,提高药物研发的投入产出比。
英文摘要
When dealing with a sudden outbreak of an unknown virus, it takes too long to develop new drugs from scratch, and the drug repositioning strategy “using old drugs for new diseases” is the best choice. The comprehensive medical knowledge base is the basis of in silico drug repositioning. However, the current research on drug repositioning is lack of large-scale knowledge base integrating all kinds of drug knowledge and knowledge representation methods for large-scale knowledge base. To address the above two problems, we introduce knowledge graph which has large-scale network storage and representation capabilities into drug repositioning. We construct a medical knowledge graph, and use representation learning to perform drug repositioning. We integrate multiple foreign medical knowledge bases, Chinese drug knowledge bases, to build a medical knowledge map that includes various types of drug knowledge. At the same time, we extract knowledge from the latest medical literature and patents, and constantly expand the knowledge graph. According to the characteristics of the medical knowledge graph, we improve the current representation learning model to obtain the embedded representation of the knowledge graph and employ PU learning and link prediction to implement drug repositioning. The drug knowledge graph and drug repositioning method researched by this project can provide support for rapid drug development under emergency conditions, improve China's ability to respond to emergency public health incidents. Our research can also assist in drug research, effectively reduce research and development funding and failure risks, and increase the input-output ratio of drug research and development under the condition of relatively limited scientific research resources.
本项目针对目前药品重定位缺乏大规模知识库和知识表示方法的问题,整合目前主流中英文医药知识图谱,构建综合各类药品相关知识的知识图谱,并利用医药知识图谱进行医药重定位研究。研究工作主要在医药知识图谱的构建和融合、医药知识图谱的更新、基于知识图谱的医药重定位、基于医药知识图谱的新药发现系统四个方面展开研究,提出了一套基于知识图谱的药品重定向的理论与方法。在医药知识图谱的构建和融合方面,提出利用双向对齐和属性信息的跨语言实体对齐方法和融合迭代式关系图匹配和属性语义嵌入的实体对齐方法,用于构建和融合多源知识图谱;在医药知识图谱的更新方面,提出基于知识图谱残差连接的负采样推荐模型、基于双图注意力网络的方面级情感分类方法和基于锚点选择策略的图表示学习方法,用于学习和捕获知识图谱实体特征,更新知识图谱;在医药重定位算法方面,提出了基于医药知识图谱嵌入表示的帕金森病药品重定位方法、基于知识图谱和图卷积网络的COVID-19药物重定位方法、基于异构网络父子节点信息的罕见病药物重定位方法和基于领域对比学习异构网络的药物重定位方法;在基于医药知识图谱的新药发现系统方面,提出基于图信息融合Transformer的药物重定位方法和重要子结构感知的药物组合重定位方法;针对药物副作用预测,提出基于药物序列与子结构特征的药物组合副作用预测方法。在项目研究期间,团队成员累计发表论文22篇,其中SCI检索论文16篇(中科院1区论文5篇),中文核心论文2篇,并申请相关发明专利4项。相关成果被国家杰青、中国科学技术大学盛国平教授,国家优青、上海交通大学姚斌教授,IEEE Fellow、北京理工大学胡斌教授等人引用。本项目研究的药品重定位方法可以在紧急公共卫生事件中快速进行药品筛选,也可以给中国药企提供一种花费低、周期短的药品研发思路,促进我国原研药的研发。
基于枢轴语言和图映射的历史典籍术语对齐研究
  • 批准号:
    61402068
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    车超
  • 依托单位:
国内基金
海外基金