开发用于药代动力学天然产物-药物相互作用的知识图谱框架
摘要
当植物天然产物与药物同时服用时，会发生药代动力学天然产物-药物相互作用（NPDI）。理解 NPDI 的机制是防止不良事件的关键。我们构建了一个知识图谱框架 NP-KG，作为迈向 NPDI 计算发现的一步。NP-KG 是一个异质 KG，包含生物医学本体、关联数据和科学文献全文，由 Phenotype Knowledge Translator 框架以及语义关系抽取系统 SemRep 和 Integrated Network and Dynamic Reasoning Assembler 构建。我们通过药代动力学绿茶-和 kratom-药物相互作用的路径搜索与元路径发现案例研究对 NP-KG 进行评估，以确定与真值数据相比一致和矛盾的信息。完全集成的 NP-KG 包含 745,512 个节点和 7,249,576 条边。NP-KG 的评估产生了一致（绿茶 38.98%，kratom 50%）、矛盾（绿茶 15.25%，kratom 21.43%）以及既一致又矛盾（绿茶 15.25%，kratom 21.43%）的信息。若干声称的 NPDI 的潜在药代动力学机制，包括绿茶-雷洛昔芬、绿茶-纳多洛尔、kratom-咪达唑仑、kratom-喹硫平以及 kratom-文拉法辛相互作用，与已发表文献一致。NP-KG 是首个将生物医学本体与聚焦天然产物的科学文献全文相集成的 KG。我们展示了 NP-KG 在识别涉及酶、转运蛋白和药物的药代动力学相互作用中的应用。我们设想 NP-KG 将促进改进的人机协作，以引导研究人员未来对药代动力学 NPDI 的研究。NP-KG 框架公开于 https://doi.org/10.5281/zenodo.6814507 和 https://github.com/sanyabt/np-kg。
引用
@article{arxiv.2209.11950,
title = {Developing a Knowledge Graph Framework for Pharmacokinetic Natural Product-Drug Interactions},
author = {Sanya B. Taneja and Tiffany J. Callahan and Mary F. Paine and Sandra L. Kane-Gill and Halil Kilicoglu and Marcin P. Joachimiak and Richard D. Boyce},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.11950},
year = {2023}
}