基于复杂网络的真实世界中医临床新药发现方法与系统研究

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1、劣妻未交硕士学位论文基于复杂网络的真实世界中医临床新药发现方法与系统研究ComplexNetworkApproachesforReal--WorldTCMClinicalDrugDiscovery：DataMiningalgorithmsandSystemDevelopment作者：杜宁林导师：周雪忠北京交通大学2013年4月学位论文版权使用授权书I掣III12I14112IU8I14lI唑II螋本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索

2、，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：和尊林导师签名：阂锄签字日期：矽哆年岁月，6日签字日期：犹惦年乡月，6日中图分类号：TP39UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学北尿父嬗大字硕士学位论文基于复杂网络的真实世界中医临床新药发现方法与系统研究ComplexNetworkApproachesforReal-WorldTCMClinicalDrugDiscovery：Data

3、MiningalgorithmsandSystemDevelopment作者姓名：杜宁林导师姓名：周雪忠学号：10120459职称：副教授学位类别：工学硕士学位级别：硕士学科专业：计算机科学与技术研究方向：复杂网络北京交通大学2013年4月致谢本论文的工作是在我的导师周雪忠副教授的悉心指导下完成的，周老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来周老师对我的关心和指导。实验室于剑老师、景丽萍老师和贾彩燕老师在我的科研工作上提出了许多建设性意见，他们在学术上的追求也是我们的榜样，讨论班的磨练也让人升华

4、不少，在此表示衷心的感谢。感谢中国中医科学院广安门医院张润顺老师对我所做的相关项目提供了长期的中医相关知识的支持与指导，在数据的人工预感理上张老师花费了很多精力。感谢樊士震在程序设计上对我的指导，并对论文中的平台软件参与了开发。在实验室工作及撰写论文期间，田旷、刘凯等同学对我论文内容安排及校对上给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的父母和家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学、I匕。摘要摘要：当前，复杂网络已经成为研究复杂系统和复杂性科学的主要方法之一。人体生命及其疾病系统是典型的复杂系统。因此，

5、有学者提出了网络医学的理念，旨在采用复杂网络的视角和方法进行医学以及临床疾病诊治规律的研究。中药复方是中医临床干预的主要手段，是针对患者个体化临床表现对症使用的若干味药物集合。复方中的多味药物在治疗过程中具有复杂的相互作用关系，因此，把握复杂的药物相互作用规律是复方药物取得疗效和复方新药创制成败的关键。中医是一门基于临床诊疗实践的医学，源自真实世界(即日常临床实际环境)临床诊疗的数据如临床复方饱含着中医理论知识和医生的创新思维，具有重要科研价值。本文基于真实世界临床诊疗复方数据，从复杂网络的视角对中药复方的药物配伍规律进行研究。

6、以此为基础，提出了一种基于网络比较的临床有效复方发现方法，并研发了一个从临床数据出发进行新药筛选的软件平台。具体研究内容主要包括以下三个方面。(1)对来自临床实际具有代表性的五个复方集(包括综合性门诊、特定西医疾病和特定中医证候等三类复方)进行网络建模和分析，表明中药临床药物配伍网络虽然在结点度的拓扑层次上不是幂律分布，但在边权和结点强度的加权层次上却呈现强烈的幂律特性，提示药物组配确实是中药临床复方的关键环节。(2)在中医诊疗和新药研发中往往涉及到的一个重要问题是如何发现核心药物配伍。基于多尺度骨干网的零模型，我们提出了一种网

7、络比较方法来寻找一个药物网络与其参照网络的显著差异。该方法能够在针对同一疾病在不同疗效的复方集所构建的网络中寻找出两者的差异。最终这一方法应用在两个失眠数据集上，取得了较好的分析效果，而算法复杂度低也使其能够应用在大型数据集上。(3)构建了一个基于临床实际数据的中药新药发现软件平台。该平台实现了数据抽取、复方治疗结局标注、数据筛选、复杂网络分析与展示和统计分析等功能，支持基于临床实际数据的药物安全性分析、混淆因素分析、药物七情分析和核心有效复方发现等新药发现分析应用。关键词：复杂网络；新药发现；中医；药物配伍网络；真实世界；有效

8、临床复方分析；网络比较分类号：TP39ABSTRACTABSTRACT：Networkmodelingandanalysishavebeendevelopedasoneofthepromisingapproachesforexploringtheregulari