[发明专利]一种药物在ATC系统解剖学层中分类的预测方法

说明书

技术领域

本发明属于药物分类技术研究领域，尤其涉及一种药物在ATC系统解剖学层中分类的预测方法。

背景技术

传统的技术路线研发新药，不仅周期很长而且耗资巨大。有统计表明，一个新药从研发到上市，大约需要15年，花费超过10亿美元，其中相当大的一部分研发费用花在了新药的早期筛选和毒性实验中，大约有90%的候选分子因不能通过早期实验和毒性评估而终止。因此，深入研究已获批准的药物，充分发掘已有药物的新用途(drug repurposing)，或者说对药物进行重定位(drug repositioning)，一直受到生物医药产业的广泛重视。因为批准上市的药物已经历了数期临床试验，其毒副作用已经通过了严格的评估，安全性有保障，因此，这些药物的新用途更容易获得药品监管部门的批准，从而可大大降低研发风险，缩减研发费用，节省研发时间，尽早应用于临床，开拓新的市场。

传统对药物新用途的研究方法为：首先构建已获批准的药物库(libraries of approved drugs)，利用高通量的筛选技术平台大规模地筛查潜在的药靶，筛查出药物潜在的新用途，该方法工作量巨大，严重制约了药物新用途的研究速度。

根据Chen L, Zeng WM, Cai YD, Feng KY, Chou KC: Predicting Anatomical Therapeutic Chemical (ATC) Classification of Drugs by Integrating Chemical-Chemical Interactions and Similarities. PLoS ONE 2012, 7(4):e35254.的研究结果，通过对药物分子结构信息的筛选，在ATC系统中删除没有包含INTERACTION和SIMULATION信息的药物后，确定ATC所有有代表性药物的种类为3883种，这为旧药新用途研究提供了一个较好的研究基础。

ATC系统由世界卫生组织药物统计方法整合中心(The WHO Collaborating Centre for Drug Statistics Methodology)所制定，第一版在1976年发布。1996年，ATC系统成为国际标准。现在ATC系统已经发布2006版。

ATC代码共有7位，其中第1、3、4位为字母，第2、5、6、7位为数字。 ATC系统将药物分为5个级别。第一级ATC代码为一位字母，表示解剖学上的分类，共有14个组别。  

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种药物在ATC系统解剖学层中分类的预测方法，旨在通过对药物分子结构特征的提取，较准确地预测药物所属ATC类别，将药物的分子结构和疗效联系起来，解决旧药新用途研究速度慢、效率低、成本高等问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种药物在ATC系统解剖学层中分类的预测方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步、提取药物的分子结构信息；

第二步、基于化合物-化合物交互信息方法获取药物的化合物-化合物交互成分                                                ；

第三步、基于化合物-化合物相似信息方法获取药物的化合物-化合物相似信息成分: ；

第四步、基于分子指纹方法获取药物的化合物-化合物指纹信息成分:；

第五步、将前面三个步骤获取的药物信息融合，生成药物特征向量： 

    ；

第六步、基于药物特征向量建立3883*42维矩阵，然后利用SVM对药物特征向量进行计算，便可以得到药物ATC系统解剖学层分类的预测器。

所述药物的化合物-化合物交互成分的获取公式为：

                           

其中指药物化合物-化合物交互成分中的第一个成分，是第二个成分,  是第j个成分， 指药物和的交互成分。

所述所述药物的化合物-化合物相似成分的获取公式为：

            

其中指药物化合物-化合物相似成分中的第一个成分，是第二个成分,是第j个成分， 指药物和的相似成分。

所述药物的分子指纹成分的获取公式为：

                  

其中指药物分子指纹成分中的第一个成分，是第二个成分, 是第j个成分，指药物和的相似性或距离的指标。