[发明专利]基于人工智能的中药质量控制与天然物功效预测模型及其构建和使用方法

说明书

本发明公开了基于人工智能的中药质量控制与天然物功效预测模型及其构建和使用方法。所述方法包括：1)对于已知性味归经功效的中药，获得所述中药的化学成分集；2)根据所述中药的化学成分集，获得每种化学成分对应的相互作用基因，形成所述中药的相互作用基因集；3)对于所述中药的相互作用基因集，计算所述中药对于功能基因模块的靶向系数；4)基于所述中药对于所述功能基因模块的靶向系数，建立评价中药与天然物的性味归经的模型，例如基于稀疏自编码器的模型。本发明的基于人工智能的方法可以对中药样本与其理论功效的差距进行量化从而达到质量控制的目的，也可以对新的天然产物提取物进行功效预测与评价。

技术领域

本发明涉及天然物、特别是中药的评价领域，更具体地涉及一种通过人工智能法对天然物、特别是中药的性味归经功效进行精确评价并预测的方法。

背景技术

中药材、中药复方均是天然化合物复杂体系。中药材在几千年的应用中形成相对稳定的功效与用法，其物质基础来源于中药材中化合物的主要成分、及其组合比例相对固定。中药的“性味归经”，其中“性”一般是指寒、热、温、凉、平五种药性；“味”指辛、甘、酸、苦、咸五种味；“归经”是描述药物对于机体的选择性作用的一种功效标签例如“归肺经”、“归胃经”、“归胆经”等。即使忽略脏腑文字标签与人体解剖结构的间接对应关系，归经属性反映了药物作用人体的选择性，这种选择性除了与组织器官的隐含对应关系，也可能对应人体特定的生物学过程，或基因网络的特定模块。总之，性味归经功效标签，反映了中药材相对稳定的性状，也是其功效的基础。中药药效的物质基础是指中药及其复方制剂中发挥药效作用的化学成分，是中药材及其产品安全性、有效性以及质量稳定可控的保障。

然而，由于中药成分的复杂性，受限于当前的研究思路与方法，中药及中药复方这一复杂体系的“质-量-效”关系尚不清晰，导致中药质控水平“难关药效、量而不准、难控难评”，成为制约中药现代化、产业化和国际化的技术瓶颈。

目前已有的中药质量控制技术路线主要包括三种：

第一种是感官评价法，又称为形性评价法，主要是指以中药药材的形状、大小、颜色、气味、表面特征、质地等表观性状来判断中药的质量。但是，该方法缺乏明确定量特征，对质量差异不大的药材不能进行精准判别；

第二种是基于中药指纹图谱的化学评价法，但由于中药的化学成分变化因素较为复杂，并且当前指纹图谱与药理作用的相关性尚不清晰，无法从指纹图谱中解析某一段峰所代表的药理作用。目前指纹图谱反映的主要是中药部分成分的化学信息，而不是药效信息，与临床功效相去甚远，因而需要有新技术跨越化学图谱与药效的鸿沟；

第三种方法是生物评价法，该方法可以定性定量表征和评价中药内在品质的真伪优劣及毒副作用，突破了唯成分论质量的局限性。不足是测试指标与中药疗效的相关性差，而且方法重现性和稳定性不足。

因此，本领域仍需要一种能够对天然物、特别是中药的质量与功效进行精确预测的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供对天然物、特别是中药的质量与功效进行精确量化与预测的新方法。

在第一方面，本发明提供了一种建立评价天然物的性味归经的模型的方法，所述方法包括：

1)对于已知性味归经功效的中药，所述中药包括已知具有所述性味归经功效的中药，获得所述中药的化学成分集；

2)根据所述中药的化学成分集，获得每种化学成分对应的相互作用基因，形成所述中药的相互作用基因集；

3)对于所述中药的相互作用基因集，计算所述中药对于功能基因模块的靶向系数；

4)基于所述中药对于所述功能基因模块的靶向系数，建立评价天然物的性味归经的模型。

在一个实施方案中，所述中药包括已知不具有所述性味归经功效的中药。