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中华临床医师杂志(电子版) ›› 2021, Vol. 15 ›› Issue (01) : 72 -78. doi: 10.3877/cma.j.issn.1674-0785.2021.01.014

所属专题: 文献

综述

基于医学科研与临床应用的药物知识库研究进展
潘文洁1, 尹泽宇2, 侯婉馨3, Jawad Hussain3, 张远鹏1, 姚敏4, 王理3,()   
  1. 1. 226001 江苏南通,南通大学医学院医学信息学系1
    2. 226001 江苏南通,南通大学信息科学技术学院2;226001 江苏南通,南通大学智能信息技术研究中心3
    3. 226001 江苏南通,南通大学信息科学技术学院2;226001 江苏南通,南通大学智能信息技术研究中心3;226001 江苏南通,南通先进通信技术研究院有限公司4
    4. 226001 江苏南通,南通大学医学院免疫教研室5
  • 收稿日期:2020-07-20 出版日期:2021-01-15
  • 通信作者: 王理
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(81873915); 科技部国家重点研发计划(2018YFC0116902); 南通市科技项目(MS12020021)

Research progress of drug knowledge bases based on medical research and clinical application

Wenjie Pan1, Zeyu Yin2, Wanxin Hou3, Jawad Hussain3, Yuanpeng Zhang1, Min Yao4, Li Wang3,()   

  1. 1. Department of Medical Informatics, Medical School of Nantong University, Nantong 226001, China
    2. School of Information Science and Technology, Nantong University, Nantong 226001, China; Research Center for Intelligence Information Technology, Nantong University, Nantong 226001, China
    3. School of Information Science and Technology, Nantong University, Nantong 226001, China; Research Center for Intelligence Information Technology, Nantong University, Nantong 226001, China; Nantong Research Institute for Advanced Communication Technologies, Nantong 226001, China
    4. Department of Immunology, Medical School of Nantong University, Nantong 226001, China
  • Received:2020-07-20 Published:2021-01-15
  • Corresponding author: Li Wang
引用本文:

潘文洁, 尹泽宇, 侯婉馨, Jawad Hussain, 张远鹏, 姚敏, 王理. 基于医学科研与临床应用的药物知识库研究进展[J]. 中华临床医师杂志(电子版), 2021, 15(01): 72-78.

Wenjie Pan, Zeyu Yin, Wanxin Hou, Jawad Hussain, Yuanpeng Zhang, Min Yao, Li Wang. Research progress of drug knowledge bases based on medical research and clinical application[J]. Chinese Journal of Clinicians(Electronic Edition), 2021, 15(01): 72-78.

药物知识库是基于人工智能算法构建,用于整合现有药物知识和挖掘有效知识的知识库。目前,药物知识库已应用于抗菌药物监管、合理药物指导、健康管理干预和临床决策等临床活动中。同时,科研人员基于药物知识库进行如不良反应分析、药物重利用、耐药性研究和药物基因组研究等研究。本文就近年来有关药物知识库在科研和临床中的研究进展进行综述,希望为进一步探讨药物知识库的开发与利用带来新思路。

The drug knowledge base is constructed based on artificial intelligence algorithms, which is used to integrate existing drug knowledge and tap effective knowledge. Currently, drug knowledge bases have been used in clinical research such as antimicrobial drug supervision, rational drug guidance, health management intervention, and clinical decision support. Based on the drug knowledge bases, researchers perform scientific research such as adverse drug reaction analysis, drug repurposing, drug resistance analysis, system pharmacogenomics analysis, and so on. In this paper, we review the progress of the drug knowledge bases in scientific and clinical research, in order to shed some light on the further application and development of the drug knowledge bases.

表1 药物知识库的应用举例
1
Zhu Y, Elemento O, Pathak J, et al. Drug knowledge bases and their applications in biomedical informatics research [J]. Brief Bioinform, 2019, 20(4): 1308-1321.
2
Del Fiol G, Rocha BH, Kuperman GJ, et al. Comparison of two knowledge bases on the detection of drug-drug interactions [C]. Los Angeles, CA: Proc AMIA Symp, 2000: 171-175.
3
Norby U, Kallen K, Eiermann B, et al. Drugs and birth defects: a knowledge database providing risk assessments based on national health registers [J]. Eur J Clin Pharmacol, 2013, 69(4): 889-899.
4
杨美洁, 张兴, 熊相超. 基于本体技术的高血压知识库平台构建 [J]. 医学信息学杂志, 2019, 40(4): 55-58.
5
徐帆, 曾苏. 药品属性分类知识库的构建及其在我院药事管理数据分析中的应用 [J]. 中国药房, 2019, 30(20): 2737-2741.
6
陈瑶, 吴红, 葛卫红, 等. 基于深度学习模型的我国药品不良反应报告实体关系抽取研究 [J]. 中国药科大学学报, 2019, 50(6): 753-759.
7
Sosa DN, Derry A, Guo M, et al. A literature-based knowledge graph embedding method for identifying drug repurposing opportunities in rare diseases [J]. Pac Symp Biocomput, 2020, 25: 463-474.
8
桑盛田, 杨志豪, 刘晓霞, 等. 融合知识图谱与深度学习的药物发现方法 [J]. 模式识别与人工智能, 2018, 31(12): 1103-1110.
9
黄锦元. 基于人工神经网络的药学知识库数据挖掘研究 [J]. 信息化建设, 2015, 18(8): 276-277.
10
王一敏, 梁治钢. 基于免疫遗传算法的抗菌药物数据挖掘 [J]. 计算机系统应用, 2017, 26(3): 156-161.
11
Lin SF, Xiao KT, Huang YT, et al. Analysis of adverse drug reactions using drug and drug target interactions and graph-based methods [J]. Artif Intell Med, 2010, 48(2-3): 161-166.
12
Fung KW, KapusniK-Uner J, Cunningham J, et al. Comparison of three commercial knowledge bases for detection of drug-drug interactions in clinical decision support [J]. J Am Med Inform Assoc, 2017, 24(4): 806-812.
13
Waagmeester A, Stupp G, Burgstaller-Muehlbacher S, et al. Wikidata as a knowledge graph for the life sciences [J]. Elife, 2020, 9: e52614.
14
Hur J, Zhao C, Bai JP. Systems pharmacological analysis of drugs inducing stevens-johnson syndrome and toxic epidermal necrolysis [J]. Chem Res Toxicol, 2015, 28(5): 927-934.
15
Xie B, Zheng CJ, Han LY, et al. PharmGED pharmacogenetic effect database [J]. Clin Pharmacol Ther, 2007, 81(1): 29.
16
Taboureau O, Nielsen SK, Audouze K, et al. ChemProt: a disease chemical biology database [J]. Nucleic Acids Res, 2011, 39(Database issue): D367-372.
17
Przydzial MJ, Bhhatarai B, Koleti A, et al. GPCR ontology: development and application of a G protein-coupled receptor pharmacology knowledge framework [J]. Bioinformatics, 2013, 29(24): 3211-3219.
18
张春梅, 唐丽燕, 李东晓, 等. 中医药机构知识库在科研管理中的应用探索 [J]. 中国中医药信息杂志, 2019, 26(3): 4-7.
19
Kumar R, Chaudhary K, Gupta S, et al. CancerDR: cancer drug resistance database [J]. Sci Rep, 2013, 3: 1445.
20
Gupta S, Mishra M, Sen N, et al. DbMDR: a relational database for multidrug resistance genes as potential drug targets [J]. Chem Biol Drug Des, 2011, 78(4): 734-738.
21
Xu Q, Liu K, Lin X, et al. ADMETNet: The knowledge base of pharmacokinetics and toxicology network [J]. J Genet Genomics, 2017, 44(5): 273-276.
22
Coker EA, Mitsopoulos C, Tym JE, et al. canSAR: update to the cancer translational research and drug discovery knowledgebase [J]. Nucleic Acids Res, 2019, 47(D1): D917-D922.
23
廖莉, 许晓强, 许宇璐, 等. 基于"德尔菲法"构建儿童安全用药指导知识库 [J]. 中国现代医生, 2019, 57(22): 93-97.
24
陈鑫, 曹征, 林色奇, 等. 女性中医健康干预知识库的构建研究 [J]. 世界科学技术-中医药现代化, 2018, 20(10): 1798-1802.
25
黄智生, 缪崇, 胡青, 等. 川崎病知识图谱构建研究 [J]. 中国数字医学, 2018, 13(9): 28-31.
26
苟玲, 张艺帆, 陆遥, 等. 基于本体的抗生素临床管理知识库的建立 [J]. 中国数字医学, 2015, 10(10): 88-91.
27
葛彩霞, 张寅升, 陈维红, 等. 药物不良反应知识库的建设以及统计分析 [J]. 中国医院药学杂志, 2015, 35(9): 765-769.
28
Xu R, Wang Q. Automatic construction of a large-scale and accurate drug-side-effect association knowledge base from biomedical literature [J]. J Biomed Inform, 2014, 51: 191-199.
29
杨洁, 黄智生, 胡青, 等. 抑郁障碍知识图谱中抗抑郁药不良反应知识整合及其应用 [J]. 中国数字医学, 2017, 12(6): 2-4, 10.
30
Grandy CA, Donnan JR, Peddle JT, et al. A systematic assessment of the availability and clinical drug information coverage of machine-readable clinical drug data sources for building knowledge translation products [J]. J Am Med Inform Assoc, 2018, 25(9): 1240-1247.
31
张顺香, 张世尧, 王银. 基于术语提取的药品作用冲突自动检测模型 [J]. 安徽理工大学学报(自然科学版), 2016, 36(5): 46-53.
32
Yokoyama S, Sugimoto Y, Nakagawa C, et al. integrative analysis of clinical and bioinformatics databases to identify anticancer properties of digoxin [J]. Sci Rep, 2019, 9(1): 16597.
33
Malas TB, Vlietstra WJ, Kudrin R, et al. Drug prioritization using the semantic properties of a knowledge graph [J]. Sci Rep, 2019, 9(1): 6281.
34
Hussain S, Kenigsberg BB, Danahey K, et al. Disease-drug database for pharmacogenomic-based prescribing [J]. Clin Pharmacol Ther, 2016, 100(2): 179-190.
35
Paolini GV, Shapland RH, Van Hoorn WP, et al. Global mapping of pharmacological space [J]. Nat Biotechnol, 2006, 24(7): 805-815.
36
Du J, Li X. A knowledge graph of combined drug therapies using semantic predications from biomedical literature: algorithm development [J]. JMIR Med Inform, 2020, 8(4): e18323.
37
Wang YY, Chen WH, Xiao PP, et al. GEAR: a database of genomic elements associated with drug resistance [J]. Sci Rep, 2017, 7: 44085.
38
Ghose AK, Herbertz T, Salvino JM, et al. Knowledge-based chemoinformatic approaches to drug discovery [J]. Drug Discov Today, 2006, 11(23-24): 1107-1114.
39
杨全军, 张剑萍, 郁静, 等. 医院结构化药学决策知识库建设实践与应用成效分析 [J]. 中国现代应用药学, 2020, 37(4): 490-495.
40
邵晨, 褚燕琦, 崔晓辉, 等. 医嘱前置审核对住院患者用药安全性的影响 [J]. 临床药物治疗杂志, 2020, 18(1): 51-54.
41
李瑞荣, 辛海莉, 孙艳. 医院门诊合理用药临床决策支持系统的构建与实施 [J]. 中国药业, 2020, 29(6): 74-76.
42
张丽, 杨耀芳, 朱建萍, 等. 基于社区医院信息认证平台的慢性胃炎用药智能化管理 [J]. 中国医药导刊, 2019, 21(1): 55-59.
43
张丽, 杨耀芳, 朱建萍, 等. 消化系统用药知识库智能化管理系统的应用 [J]. 中国药师, 2019, 22(2): 378-380.
44
金蕾, 杨耀芳, 魏新萍, 等. 糖尿病用药知识库智能化管理系统的开发 [J]. 中国药师, 2017, 20(4): 705-708.
45
Send AF, AL-Ayyash A, Schecher S, et al. Development of a standardized knowledge base to generate individualized medication plans automatically with drug administration recommendations [J]. Br J Clin Pharmacol, 2013, 76(Suppl 1): 37-46.
46
任炳楠, 董占军, 吴惠珍, 等. 用药信息管理系统、方法及终端设备 [P]. 中国: CN108648792A, 2018-10-12.
47
梁国威. 知识库驱动的临床用药监控系统研究 [D]. 杭州: 浙江大学, 2015.
48
董军, 王欣, 李军, 等. 临床决策支持系统的构建与应用 [J]. 中国卫生质量管理, 2016, 23(3): 16-19.
49
朱定局. 基于知识库的药物定制方法和系统 [P]. 中国: CN106126889A, 2016-11-16.
50
陈拥军, 刘鼎, 陈泓伶, 等. 闭环控制的抗菌药物使用监管干预一体化系统设计与实现 [J]. 医疗卫生装备, 2017, 38(10): 42-44, 51.
51
范小红, 纪灏, 王丽杨, 等. 智能化抗菌药物临床应用全过程管理系统设计与应用 [J]. 中国医疗设备, 2013, 28(8): 75-78.
52
王选锭, 陈建群, 俞剑, 等. 医院抗菌药物临床使用知识库智能控制系统 [P]. 中国: CN103235874A, 2013-08-07.
53
王一敏, 梁治钢. 基于区域云平台抗菌药物医疗信息系统 [J]. 中国新通信, 2016, 18(19): 143-145.
54
金蕾, 杨耀芳, 汤春红, 等. 社区医院用不同分级管理抗菌药物知识库智能化管理系统开发 [J]. 中国全科医学, 2018, 21(11): 1382-1386.
55
梁治钢, 王一敏. 深度学习在抗菌药物数据分析中的应用 [J]. 中国新通信, 2019, 21(14): 147-148.
56
梁治钢, 王一敏. 深度学习在电子病历抗菌药物使用方法分类中的应用 [J]. 计算机系统应用, 2019, 28(8): 71-77.
57
王一敏, 梁治钢. 基于BI的个性化抗菌药物用药体系的设计 [J]. 电子技术与软件工程, 2016,5(18): 58-59.
[1] 张梅芳, 谭莹, 朱巧珍, 温昕, 袁鹰, 秦越, 郭洪波, 侯伶秀, 黄文兰, 彭桂艳, 李胜利. 早孕期胎儿头臀长正中矢状切面超声图像的人工智能质控研究[J]. 中华医学超声杂志(电子版), 2023, 20(09): 945-950.
[2] 杨菲菲, 林锡祥, 陈亦新, 王秋霜, 张丽伟, 陈煦, 张梅青, 王淑华, 何昆仑. 基于深度学习的超声心动图自动识别节段性室壁运动异常的研究[J]. 中华医学超声杂志(电子版), 2023, 20(04): 424-429.
[3] 唐玮, 何融泉, 黄素宁. 深度学习在乳腺癌影像诊疗和预后预测中的应用[J]. 中华乳腺病杂志(电子版), 2023, 17(06): 323-328.
[4] 范帅华, 郭伟, 郭军. 基于机器学习的决策树算法在血流感染预后预测中应用现状及展望[J]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版), 2023, 17(05): 289-293.
[5] 张辉, 蔡敏, 黄湘雅. 数字化技术和人工智能在上颌窦底提升术的临床应用[J]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2023, 17(04): 244-252.
[6] 李晓阳, 刘柏隆, 周祥福. 大数据及人工智能对女性盆底功能障碍性疾病的诊断及风险预测[J]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2023, 17(06): 549-552.
[7] 胡博文, 戴英波. 泌尿外科机器人手术新趋势[J]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2023, 17(04): 418-421.
[8] 邢晓伟, 刘雨辰, 赵冰, 王明刚. 基于术前腹部CT的卷积神经网络对腹壁切口疝术后复发预测价值[J]. 中华疝和腹壁外科杂志(电子版), 2023, 17(06): 677-681.
[9] 邢晓伟, 刘雨辰, 王明刚. 人工智能技术在疝和腹壁外科领域的应用及展望[J]. 中华疝和腹壁外科杂志(电子版), 2023, 17(04): 390-393.
[10] 雷漫诗, 邓锶锶, 汪昕蓉, 黄锦彬, 向青, 熊安妮, 孟占鳌. 人工智能辅助压缩感知技术在上腹部T2WI压脂序列中的应用[J]. 中华肝脏外科手术学电子杂志, 2023, 12(05): 551-556.
[11] 韩冰, 顾劲扬. 深度学习神经网络在肝癌诊疗中的研究及应用前景[J]. 中华肝脏外科手术学电子杂志, 2023, 12(05): 480-485.
[12] 王晓东, 汪恺, 葛昭, 丁忠祥, 徐骁. 计算机视觉技术在肝癌肝移植疗效提升中的研究进展[J]. 中华肝脏外科手术学电子杂志, 2023, 12(04): 361-366.
[13] 葛云鹏, 崔红元, 宋京海. 人工智能在原发性肝癌诊断、治疗及预后中的应用[J]. 中华肝脏外科手术学电子杂志, 2023, 12(04): 367-371.
[14] 李京珂, 张妍春, 武佳懿, 任秀瑜. 深度学习在糖尿病视网膜病变筛查、评级及管理中的研究进展[J]. 中华眼科医学杂志(电子版), 2023, 13(04): 241-246.
[15] 胡平, 鄢腾峰, 周海柱, 祝新根. 人工智能在非增强CT图像中颅内出血早期检出和血肿分割的研究进展[J]. 中华脑血管病杂志(电子版), 2023, 17(04): 410-416.
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