一种分子生成方法及相关装置与流程

本技术涉及药物研发领域，尤其涉及一种分子生成方法及相关装置。

背景技术：

1、新药研发需要经过药物发现、临床前研究、临床试验等阶段。传统的药物发现过程是，药物化学家们基于积累的先验知识手动设计分子(例如先导化合物)，然后再对该分子进行结构优化，获得药物特性更优或者满足特定需求的大量新的化合物分子，再通过实验研究各个化合物分子的理化性质、代谢性质和毒理数据等，从而筛选出满足成药性的最优化合物分子。但这个过程消耗时间长、消耗成本高。

技术实现思路

1、本技术提供了一种分子生成方法及相关装置，根据本技术提供的分子生成方法生成分子，能够提高分子生成的效率，节省时间成本及人力物力财力等成本。

2、第一方面，本技术提供了一种分子生成方法，包括：接收用户在终端输入的约束条件，所述约束条件用于指示分子的属性需要满足的条件，所述分子的属性包括分子的分子量、水溶性、脂溶性、生物活性、可合成性、与特定分子的对接结合性、与源分子的相似度、所包含的特定子结构、药代动力学和毒性中的任意一项或多项；根据所述约束条件生成第一分子集合，所述第一分子集合包括一个或多个分子；向所述终端返回所述第一分子集合中一个或多个分子的信息。

3、可以看到，根据本技术提供的分子生成方法，用户只需要根据需求在终端输入约束条件，即可获得用户所需要的一个或多个分子，其中，约束条件用于指示分子的属性需要满足的条件，既节省人力物力财力，又提高分子研发效率，且操作方便，适用性强。

4、基于第一方面，在可能的实现方式中，所述约束条件包括第一约束条件，所述根据所述约束条件生成第一分子集合包括多轮迭代，在每一轮迭代中，所述方法包括：根据当前的生成参数，生成第二分子集合，所述第二分子集合包括一个或多个分子；确定所述第二分子集合中每个分子的属性；根据所述第一约束条件对所述第二分子集合中的每个分子进行打分，获得所述第二分子集合中的每个分子的打分结果，所述第二分子集合中的每个分子的打分结果用于调整下一轮迭代中的所述生成参数；其中，所述第一分子集合包括每一轮迭代生成的所述第二分子集合中的分子，或者，所述第一分子集合为最后一轮迭代生成的所述第二分子集合中的分子。

5、可以看到，本技术所提供的方法不仅具有分子式生成的功能，还可实现对分子的优化。根据用户输入的第一约束条件通过多轮迭代对分子进行优化，其中第一约束条件是用户根据具体需求输入的，具体的，在当前轮迭代中，根据当前的生成参数生成分子，并确定各个分子的属性，再根据第一约束条件对各个分子进行打分，各个分子的打分结果用于调整下一轮的生成参数，下一轮迭代中，基于调整后的生成参数生成新的分子…，最终获得满足第一约束条件且打分较高的分子，即更能满足用户需求的分子。在不同应用场景下，需求不同，用户可以根据具体应用场景设置并输入第一约束条件，从而获得满足用户需求的分子。本技术提供的分子生成方法操作简单，适用性强。

6、基于第一方面，在可能的实现方式中，所述约束条件包括第二约束条件和第三约束条件，所述根据所述约束条件生成第一分子集合包括多轮迭代，在每一轮迭代中，所述方法包括：根据当前的生成参数，生成第三分子集合，所述第三分子集合包括一个或多个分子；确定所述第三分子集合中每个分子的属性；根据所述第二约束条件对所述第三分子集合中的分子进行过滤，在分子满足所述第二约束条件的情况下，保留该分子，在分子不满足所述第二约束条件的情况下，舍弃该分子，从而获得所述第四分子集合；根据所述第三约束条件对所述第四分子集合中的每个分子进行打分，获得所述第四分子集合中的每个分子的打分结果，所述第四分子集合中的每个分子的打分结果用于调整下一轮迭代中的所述生成参数；其中，所述第一分子集合包括每一轮迭代中获得的所述第四分子集合中的分子，或者，所述第一分子集合为最后一轮迭代中获得的所述第四分子集合中的分子。

7、可以看到，在打分之前，先利用输入的约束条件对生成的分子进行过滤，过滤掉一部分不满足需求的分子，对过滤后保留下来的分子进行打分，然后根据打分结果调整下一轮迭代的生成参数，在基于调整后的生成参数生成新的分子…如此多轮迭代，最终获得满足用户需求的分子，实施本技术可以提高分子生成的效率。

8、基于第一方面，在可能的实现方式中，所述确定所述第二分子集合中每个分子的属性，包括：根据所述第二分子集合中的每个分子的分子结构或分子式确定所述第二分子集合中的每个分子的属性；和/或；根据训练好的分子属性预测模型预测所述第二分子集合中的每个分子的属性；所述确定所述第三分子集合中每个分子的属性，包括：根据所述第三分子集合中的每个分子的分子结构或分子式确定所述第三分子集合中的每个分子的属性；和/或；根据训练好的分子属性预测模型预测所述第三分子集合中的每个分子的属性。

9、可以理解，某些特定子结构具有某些固定的属性，特定子结构可以是某个原子、某个化学键等，因此根据分子结构或分子式中是否包括某个特定子结构，可以确定分子是否具有某些固定属性；另外，还可以根据训练好的分子属性预测模型预测分子的属性。

10、第二方面，本技术提供了一种分子生成装置，包括：通信模块，用于接收用户在终端输入的约束条件，所述约束条件用于指示分子的属性需要满足的条件，所述分子的属性包括分子的分子量、水溶性、脂溶性、生物活性、可合成性、与特定分子的对接结合性、与源分子的相似度、所包含的特定子结构、药代动力学和毒性中的任意一项或多项；处理模块，用于根据所述约束条件生成第一分子集合，所述第一分子集合包括一个或多个分子；所述通信模块还用于，向所述终端返回所述第一分子集合中一个或多个分子的信息。

11、基于第二方面，在可能的实现方式中，所述处理模块包括分子生成子模块、分子属性确定子模块和分子打分子模块，所述约束条件包括第一约束条件，所述根据所述约束条件生成第一分子集合包括多轮迭代，在每一轮迭代中：

12、所述分子生成子模块，用于根据当前的生成参数，生成第二分子集合，所述第二分子集合包括一个或多个分子；

13、所述分子属性确定子模块，用于确定所述第二分子集合中每个分子的属性；

14、所述分子打分子模块，用于根据所述第一约束条件对所述第二分子集合中的每个分子进行打分，获得所述第二分子集合中的每个分子的打分结果，所述第二分子集合中的每个分子的打分结果用于调整下一轮迭代中的所述生成参数；

15、其中，所述第一分子集合包括每一轮迭代生成的所述第二分子集合中的分子，或者，所述第一分子集合为最后一轮迭代生成的所述第二分子集合中的分子。

16、基于第二方面，在可能的实现方式中，所述处理模块包括分子生成子模块、分子属性确定子模块、分子过滤子模块和分子打分子模块，所述约束条件包括第二约束条件和第三约束条件，所述根据所述约束条件生成第一分子集合包括多轮迭代，在每一轮迭代中：

17、所述分子生成子模块，用于根据当前的生成参数，生成第三分子集合，所述第三分子集合包括一个或多个分子；

18、所述分子属性确定子模块，用于确定所述第三分子集合中每个分子的属性；

19、所述分子过滤子模块，用于根据所述第二约束条件对所述第三分子集合中的分子进行过滤，在分子满足所述第二约束条件的情况下，保留该分子，在分子不满足所述第二约束条件的情况下，舍弃该分子，从而获得所述第四分子集合；

20、所述分子打分子模块，用于根据所述第三约束条件对所述第四分子集合中的每个分子进行打分，获得所述第四分子集合中的每个分子的打分结果，所述第四分子集合中的每个分子的打分结果用于调整下一轮迭代中的所述生成参数；

21、其中，所述第一分子集合包括每一轮迭代中获得的所述第四分子集合中的分子，或者，所述第一分子集合为最后一轮迭代中获得的所述第四分子集合中的分子。

22、基于第二方面，在可能的实现方式中，所述分子属性确定子模块用于：

23、根据所述第二分子集合中的每个分子的分子结构或分子式确定所述第二分子集合中的每个分子的属性；和/或；根据训练好的分子属性预测模型预测所述第二分子集合中的每个分子的属性；或者，

24、根据所述第三分子集合中的每个分子的分子结构或分子式确定所述第三分子集合中的每个分子的属性；和/或；根据训练好的分子属性预测模型预测所述第三分子集合中的每个分子的属性。

25、第二方面的各个功能子模块用于实现上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中所描述的方法。

26、第三方面，本技术提供了一种分子生成设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于调用所述存储器中存储的指令执行上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中所描述的方法。

27、第四方面，本技术提供了一种计算机存储介质，包括程序指令，当所述程序指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中所描述的方法。

28、第五方面，本技术提供了一种计算机程序产品，包括程序指令，当该计算机程序产品被分子生成设备执行时，该分子生成设备执行前述第一方面所述方法。该计算机程序产品可以为一个软件安装包，在需要使用前述第一方面的任一种可能的设计提供的方法的情况下，可以下载该计算机程序产品并在分子生成设备上执行该计算机程序产品，以实现第一方面所述方法。