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疾病模块、网络邻近度与药物重定位17 / 18

生物医学应用

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网络医学给药物研发带来的最大变化,是把“找一个关键靶点”改成“评估药物作用在疾病模块的哪个位置”。这对几类问题尤其有用。

候选疾病基因排序:对罕见病或复杂病的 GWAS、外显子测序结果,用 DIAMOnD 或网络传播在已知疾病基因周围为候选基因排序,帮助决定哪些基因优先做功能实验。

药物重定位:已上市药物的安全性和药代动力学已知,若能用网络为其找到新适应症,可大幅缩短研发周期。网络邻近度提供了一个与化学结构、副作用相似性互补的维度,并且能在大规模药物–疾病矩阵上快速计算。Cheng 等(2018)用医保数据验证网络预测,是“计算预测 + 真实世界数据”结合的范例。

药物组合与多病共存:老年患者常同时服用多种药物。药物靶点模块与非目标疾病模块的重叠可以帮助解释副作用;“互补暴露”构型为筛选协同组合提供了结构假设。

新发传染病的快速响应:COVID-19 期间,从病毒–宿主相互作用图谱到网络重定位候选、再到细胞筛选只用了数月(Gordon 等 2020;Gysi 等 2021),说明网络方法适合在信息有限时快速缩小候选范围。

同时应清醒看到局限:相互作用组不完整且有组织特异性(同一蛋白在肝和脑中的邻居不同);药物–靶点数据偏向高亲和力结合,忽略激活/抑制方向;网络距离不区分“抑制”和“激活”。用 DrugBank、STRING、DisGeNET 等数据库构建网络时,应把“度匹配随机基线”和“对结果的独立验证”写进方法设计。