[发明专利]一种个性化用药的系统药理学方法

说明书

本发明公开了一种个性化用药的系统药理学方法，本发明使用基因依赖网络刻画在疾病发病过程中基因之间的关系，结合特定病人的基因表达数据，使用能够利用基因间调控关系的基因排序算法来挖掘特定病人发病过程中的关键基因，构建关键基因列表，从而根据药物靶标是否显著地靶向了该特定病人发病过程中的关键基因进行个性化用药。本发明提出的个性化用药的系统药理学方法易于实现、成本低、效率高，在精准医疗和药物发现中具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物医药技术领域，尤其涉及一种使用病人的基因表达数据，药物靶基因数据，基于基因依赖网络的、一种个性化用药的系统药理学方法。

背景技术

个性化用药是指对特定病人或病人群体，选择合适的药物。个性化用药是精准医疗(Precision Medicine)的核心目标和重要课题(可参见：Collins F S,Varmus H.A newinitiative on precision medicine[J].N Engl J Med,2015,372(9):793-795.；DittmerJ,Leyh B.The impact of tumor stroma on drug response in breast cancer[J].Seminars In Cancer Biology,2015,31:3-15.)。目前的方法主要从大样本的生物数据出发，挖掘发生变异的基因，从而根据病人基因型选择靶向该基因型变异的药物。但这类方法由于变异的基因的外显率无法确定而没有临床价值(可参见：AK M,JP I,IS K.ClinicalGenomics:From Pathogenicity Claims to Quantitative Risk Estimates[J].JAMA,2016.)；同时，由于这类基因变异鉴定通常缺乏对疾病机制的解释，导致发现的基因通常不是真正的驱动基因(可参见：Burrell R A,McGranahan N,Bartek J,et al.The causesand consequences of genetic heterogeneity in cancer evolution[J].Nature,2013,501(7467):338-345.)；再者，对于癌症这类复杂疾病来说，致病基因通常不止一个，基于单一基因型来确定相应药物的方法往往不具备好的疗效。

在我们先前申请的专利中(可参考专利：张红雨等，基于基因表达和药物靶标的药物活性预测与筛选方法)，基于基因表达数据携带了各项基因间基因型、表观等多方面的修饰，而如果一个药物的靶标显著地靶向了病人差异表达的基因，那么该药物就是针对此病人的合适药物的假设，使用病人的基因表达数据和药物靶标数据对病人进行药物活性筛选，显示出了一定的效果。该专利说明了使用病人基因表达数据和药物靶标数据来进行个性化用药的潜力。但据我们所知，在癌症发病过程中，真正起决定作用的基因(驱动基因)可能不是那些表达差异明显的基因，因此直接用差异表达的基因作为癌症发病过程中的重要基因的方法无法完全挖掘该癌症病人发病过程中的关键基因(可参见：Wagenblast E,SotoM,Gutiérrez-S,et al.A model of breast cancer heterogeneity revealsvascular mimicry as a driver of metastasis[J].Nature,2015,520(7547):358-362.)。生物网络由于可以反映基因之间的相互调控关系而被广泛用于生物问题的研究(可参见：Albert-LászlóBarabási,Zoltán N.Oltvai.Network Biology:Understanding theCells's Functional Organization[J].Nature Reviews Genetics,2004.5:101-113.)，但如何使用合适的生物网络来挖掘特定癌症病人发病过程中的关键基因，并根据这些关键基因来进行个性化用药依然是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供了一种个性化用药的系统药理学方法。该方法具有理论基础扎实、易于实现、成本低、效率高的特点，在精准医疗中具有广泛的应用前景。