AntiViralDL: Computational Antiviral Drug Repurposing Using Graph Neural Network and Self-Supervised Learning

药物重新定位 计算机科学 人工智能 机器学习 药品 重新调整用途 卷积神经网络 医学 生物 生态学 精神科
作者
Pan Zhang,Xiaowen Hu,Guangdi Li,Lei Deng
出处
期刊:IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:28 (1): 548-556 被引量:6
标识
DOI:10.1109/jbhi.2023.3328337
摘要

Viral infections have emerged as significant public health concerns for decades. Antiviral drugs, specifically designed to combat these infections, have the potential to reduce the disease burden substantially. However, traditional drug development methods, based on biological experiments, are resource-intensive, time-consuming, and low efficiency. Therefore, computational approaches for identifying antiviral drugs can enhance drug development efficiency. In this study, we introduce AntiViralDL, a computational framework for predicting virus-drug associations using self-supervised learning. Initially, we construct a reliable virus-drug association dataset by integrating the existing Drugvirus2 database and FDA-approved virus-drug associations. Utilizing these two datasets, we create a virus-drug association bipartite graph and employ the Light Graph Convolutional Network (LightGCN) to learn embedding representations of viruses and drugs. To address the sparsity of virus-drug association pairs, AntiViralDL incorporates contrastive learning to improve prediction accuracy. We implement data augmentation by adding random noise to the embedding representation space of virus and drug nodes, as opposed to traditional edge and node dropout. Finally, we calculate an inner product to predict virus-drug association relationships. Experimental results reveal that AntiViralDL achieves AUC and AUPR values of 0.8450 and 0.8494, respectively, outperforming four benchmarked virus-drug association prediction models. The case study further highlights the efficacy of AntiViralDL in predicting anti-COVID-19 drug candidates.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
丰富香菇发布了新的文献求助20
1秒前
卟噜完成签到,获得积分10
4秒前
susiyiyi完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
meng完成签到,获得积分10
5秒前
打打应助health__up采纳,获得10
6秒前
6秒前
月蚀六花发布了新的文献求助10
11秒前
负责吃饭发布了新的文献求助10
11秒前
hty完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
祥子的骆驼完成签到,获得积分10
14秒前
阿乌大王完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
合适的向雁完成签到 ,获得积分10
17秒前
万能图书馆应助njusdf采纳,获得10
18秒前
18秒前
zmin发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
22秒前
24秒前
踏实奇异果完成签到,获得积分10
25秒前
拼搏的飞薇完成签到,获得积分10
25秒前
luoshikun完成签到,获得积分10
25秒前
QT_429完成签到 ,获得积分10
25秒前
zyqy完成签到 ,获得积分10
26秒前
月蚀六花发布了新的文献求助10
27秒前
徐徐徐徐完成签到 ,获得积分10
27秒前
猪猪1987完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
思源应助负责吃饭采纳,获得10
28秒前
沅宝完成签到,获得积分10
30秒前
852应助zmin采纳,获得10
30秒前
30秒前
唯美完成签到,获得积分10
31秒前
醉生梦死完成签到 ,获得积分10
32秒前
njusdf发布了新的文献求助10
33秒前
33秒前
34秒前
Ihang完成签到 ,获得积分10
35秒前
高分求助中
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
Healthcare Finance: Modern Financial Analysis for Accelerating Biomedical Innovation 1000
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
Mantodea of the World: Species Catalog Andrew M 500
海南省蛇咬伤流行病学特征与预后影响因素分析 500
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 500
ランス多機能化技術による溶鋼脱ガス処理の高効率化の研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3464245
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3057540
关于积分的说明 9057583
捐赠科研通 2747637
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1507432
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 696553
邀请新用户注册赠送积分活动 696083