論文の概要: SMPR: A structure-enhanced multimodal drug-disease prediction model for drug repositioning and cold start

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.13322v1
• Date: Mon, 17 Mar 2025 15:59:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-18 14:56:58.372494
• Title: SMPR: A structure-enhanced multimodal drug-disease prediction model for drug repositioning and cold start
• Title（参考訳）: SMPR(Multimodal drug-disease Prediction Model)による薬物再配置と冷間開始の予測
• Authors: Xin Dong, Rui Miao, Suyan Zhang, Shuaibing Jia, Leifeng Zhang, Yong Liang, Jianhua Zhang, Yi Zhun Zhu,
• Abstract要約: 本稿では,構造強化型マルチモーダル関係予測モデル(SMRP)を提案する。 SMRPは薬物のSMILE構造に基づいており、Mol2VEC法を用いて薬物の埋め込み表現を生成する。 利用者の使いやすさを軽減するため、SMPRは構造的類似性に基づいたコールドスタートインタフェースも提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.138126577982314
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Repositioning drug-disease relationships has always been a hot field of research. However, actual cases of biologically validated drug relocation remain very limited, and existing models have not yet fully utilized the structural information of the drug. Furthermore, most repositioning models are only used to complete the relationship matrix, and their practicality is poor when dealing with drug cold start problems. This paper proposes a structure-enhanced multimodal relationship prediction model (SMRP). SMPR is based on the SMILE structure of the drug, using the Mol2VEC method to generate drug embedded representations, and learn disease embedded representations through heterogeneous network graph neural networks. Ultimately, a drug-disease relationship matrix is constructed. In addition, to reduce the difficulty of users' use, SMPR also provides a cold start interface based on structural similarity based on reposition results to simply and quickly predict drug-related diseases. The repositioning ability and cold start capability of the model are verified from multiple perspectives. While the AUC and ACUPR scores of repositioning reach 99% and 61% respectively, the AUC of cold start achieve 80%. In particular, the cold start Recall indicator can reach more than 70%, which means that SMPR is more sensitive to positive samples. Finally, case analysis is used to verify the practical value of the model and visual analysis directly demonstrates the improvement of the structure to the model. For quick use, we also provide local deployment of the model and package it into an executable program.
• Abstract（参考訳）: 薬物と薬物の関係の再配置は、常にホットな研究分野である。 しかし、生物学的に検証された薬物の移動の実際の症例は非常に限られており、既存のモデルはまだ薬物の構造情報を十分に利用していない。 さらに、ほとんどの再配置モデルは関係行列を完遂するためにのみ使用され、薬品のコールドスタート問題に対処する際の実用性は乏しい。 本稿では,構造強化型マルチモーダル関係予測モデル(SMRP)を提案する。 SMPRは薬物のSMILE構造に基づいており、Mol2VEC法を用いて薬物の組込み表現を生成し、異種ネットワークグラフニューラルネットワークを介して病気の組込み表現を学習する。 最終的には、薬物放出関係マトリックスが構築される。 さらに, SMPRは, 使用の困難さを軽減するため, 再配置結果に基づく構造的類似性に基づくコールドスタートインタフェースも提供し, 薬物関連疾患の簡易かつ迅速な予測を行う。 モデルの再配置能力とコールドスタート能力は、複数の観点から検証される。 AUCとACUPRは、それぞれ99%と61%に達するが、AUCのコールドスタートは80%に達する。 特に、コールドスタートリコールインジケータは70%以上に達する可能性があるため、SMPRは陽性サンプルに対してより敏感である。 最後に、ケース分析を用いてモデルの実用的価値を検証し、視覚解析はモデルに対する構造の改善を直接的に示す。 迅速な使用のために、モデルのローカルデプロイメントを提供し、実行可能なプログラムにパッケージ化します。

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