基于机器学习预测药物诱导的肝毒性

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药物引起的肝毒性可能引起急慢性肝病,造成对患者生命安全的危害。这也是药物从市场撤回的主要原因之一。为了在药物研制的早期测定药物的肝毒性,过去常用动物实验的方法去测定,然而由于这种方法面临很大的人道主义以及效率较低的问题,越来越多的研究者使用药物毒性基因组学数据进行肝毒性预测。通过对基因表达数据的数据挖掘,可以更有效的预测药物的肝毒性。在我们的研究中,我们提出了一种基于基因表达和毒性数据的多剂量计算模型,以预测药物诱导的肝毒性。我们通过对药物在不同浓度下的作用拟合出基因表达关于药物浓度变化的量效曲线,并且从量效曲线中提取出四种常用参数用于代表整个量效曲线的信息。在我们的研究中,充分利用了药物治疗后的剂量/浓度信息,因此考虑了更丰富的剂量反应关系代表。我们还提出了一种新的特征选择方法,称为MEMO,这也是我们研究中多剂量模型的重要方面,用于处理高维毒理基因组学数据。我们使用TG-GATE数据集验证了提出的模型,这是一个大型数据库,可从多个角度记录毒理基因组学数据。通过MEMO算法对基因数据进行特征选择,使基因数据从9987维降低到268维,同时准确率由53.7%提升到了97.1%。实验结果表明,使用所提出的预测模型可以高精度和高效地预测药物引起的肝毒性。
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