基于人工智能的组合疗法用于对抗肺腺癌中的失调基因:一种考虑贡献的元启发式方法用于药物再利用 Sajjad Nematzadeh 和 Arzu Karaul

《Pharmaceuticals》:AI-Driven Combination Therapy for Counteracting Dysregulated Genes in Lung Adenocarcinoma: Contribution-Aware Metaheuristic for Drug Repurposing Sajjad Nematzadeh and Arzu Karaul

【字体: 时间:2026年05月11日 来源:Pharmaceuticals 4.8

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   摘要 背景/目标:肺腺癌(LUAD)在分子层面具有异质性,通常需要合理的药物组合治疗而非单一药物疗法。许多计算重定向方法使用全局特征匹配或网络评分来评估药物效果,但这些方法往往对失调基因一视同仁,并仅优化一个单一的量化指

  

摘要

背景/目标:肺腺癌(LUAD)在分子层面具有异质性,通常需要合理的药物组合治疗而非单一药物疗法。许多计算重定向方法使用全局特征匹配或网络评分来评估药物效果,但这些方法往往对失调基因一视同仁,并仅优化一个单一的量化指标。本研究旨在开发一个考虑药物贡献度的计算框架,以优先选择能够对抗LUAD驱动基因组合的药物组合。 方法:从LUAD和非小细胞肺癌文献中筛选出10种LUAD驱动基因,将这些基因编码为44个独特基因上的基因级拮抗向量。通过比较毒理基因组学数据库中的方向性药物-基因相互作用数据,构建了一个加权贡献矩阵。随后使用遗传算法搜索最多包含六种药物的组合。适应度函数综合考虑了平均绝对误差(MAE)以及资源浪费、不匹配程度、熵值、组合规模和可选成本等因素。此外,还利用CLUE/连通性图转录组分析技术评估了模型的计算效率。 结果:经过筛选和优化后,共有42种药物和化学物质被确定为候选组分。将组合规模从一种药物增加到三种药物通常能够降低平均绝对误差,但更大规模的组合所带来的改进效果较为有限。与仅基于MAE的基准方法相比,在60次场景-药物组合比较中,全贡献度评估方法在54种情况下改进或保持了平均绝对误差的降低。药物和基因聚类分析揭示了在不同LUAD样本中可互换的候选组分及其共同的分子机制。基于CLUE的分析结果为多个优选化合物提供了强有力的转录组学支持。 结论:所提出的框架为LUAD中药物组合的重定向提供了透明的、基于具体场景的优先排序方法。这些结果属于计算分析结果,旨在生成后续实验研究的假设,而非直接指导临床治疗决策。
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