TDEC系統

(一) 系統簡介:

台灣藥物樣品資料庫(TDEC)採用Microsoft SQL Server (2016) 資料庫伺服器為主要資料庫管理系統,系統架構採用Microsoft ASP.Net與C#為主要開發程式語言,並搭配HTML5/CSS3/JavaScript架構進行系統開發,所有頁面設計均符合HTML 5.0之標準。網站標準符合響應式網頁設計(Responsive Web Design; RWD);網頁會自己隨著瀏覽者的網頁瀏覽裝置解析度的大小,自動變化網頁的寬度及頁面配置。所有功能操作皆能在1024*768以上解析度呈現最佳的閱讀模式。

TDEC system organization

 

(二) 系統架構:

藥物樣品管理系統負責藥物樣品資料登載及管理功能,提供4大功能,包含(1)藥物樣品資料登錄(Data registration by step)、(2)藥物樣品資料批次登錄 (Data registration by batch import)、(3)藥物樣品合作契約協定(Cooperative contract agreement for drug samples)及(4) 藥物樣品登載記錄管理系統(Registered data management system)。

藥物樣品管理系統(Drug management system)

  1. (1)藥物樣品資料登錄項目(The items of data registration )

    TDEC提供豐富的藥物樣品資料登載項目,方便讓會員將其寶貴的研究成果登載於TDEC系統中。TDEC提供七大類登載項目,包含藥物樣品基本資料(Basic data information)、藥品來源資訊(Drug source information)、生物活性資料(Biological activity database) 、藥品結構資料(Chemical structure properties)、供應單位資訊(Provider information)、物化特性數據(Physicochemical properties)與小量樣品提供(是/否)(Whether provide a small amount of samples to the center),每一大類項目之下皆包含有多種登載項目欄位。

    藥物樣品資料登載項目(The items of data registration)

    • 藥物樣品基本資料(Basic data information): 包含藥物樣品中、英文名稱、存量、儲存條件...等基本資料。
    • 材料來源資訊(Drug source information): 包含材料來源提供單位、來源材料學名、來源材料部位…等資訊。
    • 生物活性資料(Biological activity database): 包含抗癌活性值描述、抗發炎活性值描述、抗過敏活性值描述…等資料。
    • 藥品結構資料(Chemical structure properties): 包含化合物SMILES資訊、2D結構(cdx)及3D結構(mol/pdb/sdf)檔案
    • 供應單位資訊(Provider information): 包含藥物樣品提供者的中英文機構/公司名稱、系所/部門單位名稱、地址及電話(含國碼及區碼)。
    • 物化特性數據(Physicochemical properties): 包含分子量、Solubility、pKa、logP、logD…等小分子物化特性數據。
    • 是否提供小量樣品(Whether provide a small amount of samples):會員是否提供寶貴的天然物之純化合物、粗萃取物或其化學衍生物1~2mg樣品予高雄醫學大學天然藥物暨新藥開發研究中心進行保存。
  2. (2)藥物樣品資料批次登錄 (Data registration by batch import)

    TDEC具藥物樣品資料批次登錄功能,可大量批次滙入多筆數據。藉由本系統提供的藥物樣品資料表(xlsx)及檔案管理系統,方便會員操作大量藥物樣品資料登載及掛載其相關資料檔案,包含材料圖片(png/jpg)、參考文獻(pdf)、化合物2D結構圖片(png)、2D結構(cdx)及3D結構(mol/pdb/sdf),皆可經由藥物樣品資料批次登錄功能進行多筆資料同時登載。

    藥物樣品資料批次登錄系統(藥物樣品資料+檔案管理系統)

  3. (3) 藥物樣品合作契約協定(Cooperative contract agreement for drug samples)

    會員除了登載藥物樣品資料於TDEC外,亦可選擇是否給予少量藥物樣品(1~2mg)至本中心保存。為進一步促進相關學術或產學研究合作,增加學研界及產業界之新藥開發研究交流,本中心提供「藥物樣品提供合作契約書」及「藥物樣品需求合作契約書」以強化本中心與藥物樣品實體提供者或需求者雙方之間的合作。另外,亦針對經由TDEC媒合而有意進一步合作的研究人員雙方提供「媒合合作契約書範本」供下載,以強化媒合後雙方會員合作協議。

    藥物樣品合作契約協定

  4. (4) 藥物樣品登載記錄管理系統(Registered data management system)

    TDEC提供藥物樣品登載記錄管理功能。一旦會員登載其寶貴的藥物樣品資料於本網站後,其登載之資料可經由藥物樣品登載記載管理系統妥善管理個人登載藥物樣品清單及細目,並統計自己分別有多少筆純化合物及粗萃取物,並查尋自己登載的純化合物或粗萃取物較詳細的資訊。此外,系統會自動派發一個TDEC ID於審核通過的藥物樣品資料,可以方便實驗室主持人管理實驗室的藥物樣品。透過TDEC為每一個藥物樣品給予一個TDEC ID標籤,妥善地管理實驗室的藥物樣品實體,搭配TDEC系統化管理,快速地進行資料登載、查尋、修改及媒合功能。

    登載於系統的資料,在TDEC審核通過之前,會員可以透過藥物樣品登載記錄管理系統修改自己的登載資訊,一旦經過TDEC審核通過後,細目資料則不能再修改。若要更新修改,請透過意見回饋回報TDEC進行更新修改。

    藥物樣品登載記錄管理系統(Registered data management system)

TDEC提供功能完善的藥物樣品查詢功能,方便會員於系統中進行資料比對或查尋。提五大類查詢功能項目,包含(1)藥物樣品基本資料查詢(Basic data search)、(2)生物活性資料查詢(Bioactivity data search)、(3)藥物樣品結構查詢(Chemical structure search)、(4)物化特性數據查詢(Physicochemical properties search)及(5)熱門數據查詢(Popular data search)

藥物樣品資料查詢系統(Drug searching management system)

  1. (1) 藥物樣品基本資料查詢(Basic data search)

    藥物樣品基本資料查詢,提供包含TDEC ID、藥品類別、藥物樣品中英名、CAS. No、IUPAC、植物學名、植物部位及萃取溶媒資料查詢功能。

  2. (2) 生物活性資料查詢(Bioactivity data search)

    生物活性資料查詢提供下列生物活性值之描述,包含: 抗發炎活性、抗過敏活性、抗肝炎活性、抗糖尿病活性、抗癌活性、抗病毒活性及通透腦血管障壁活性等七大類活性值描述,另再加上可能作用目標蛋白及其有效作用活性值與其它生物活性描述,則有十個進階篩選項目。

  3. (3) 藥物樣品結構查詢(Chemical structure search)

    TDEC使用ChemAxon公司開發的Marvin JS結構畫板系統,方便使用者繪製想要查詢的化合物化學結構及操作結構查詢功能[1]。Marvin JS 提供方便且快速的化學結構繪製功能。使用者除了可以在畫板上繪製化學結構圖形外,也可以使用滙入的方式將您想要查詢的結構直接從外部將檔案滙入。Marvin JS也提供多項化學結構滙出功能,包含cdx、mol及sdf等二維化學結構檔案及圖片檔(png)。

    TDEC使用ChemAxon公司開發的Hosted Structure Searching Function,提供TDEC會員結構相似性查詢功能,包含Similarity(相似性查詢,數值0.1~1.0); Substructure(次結構查詢); Exact(完整結構查詢)。會員首先在Marvin JS 結構畫版上畫出自己想要查詢的結構,再選擇結構查詢的類型(Similarity/ Substructure/ Exact)即可進行結構查詢。此外,TDEC提供八個查詢條件,會員可彈性搭配結構查詢一起操作使用,包含化合物基本資料: TDEC ID、NAME(英文名稱)、CAS、SMILES及InChI; 物化特性條件:Weight、Solubility category及Lipinski's rule of five。方便會員快速地利用結構資訊找到自己想要的藥物樣品資料。

    藥物樣品結構查詢(Chemical structure search)

  4. (4) 物化特性數據查詢(Physicochemical properties search)

    TDEC依物化特性類別提供七大類實用的小分子物化特性數據查詢功能,包含Basic類別: Molar mass、Exact mass及Lipinski's rule of five; Structural類別: Atom count、Rotatable bond count、Ring count、Aromatic ring count、Hydrogen bond donor count、Hydrogen bond acceptor count、Topological polar surface area及Polarizability; pKa類別: Strongest basic pKa及Strongest acidic pKa; Isoelectric point類別: Isoelectric point; LogP類別: LogP; Solubility類別: LogS及Solubility category; Geometry類別: Solvent accessible surface area及Topological polar surface area。

    例如您欲查尋分子量介在100~200 g/mol、可溶於水且符合Lipinski's rule of five的純化合物小分子,則可以設定Molar mass最小值100及最大值200; Solubility category: High; Lipinski's rule of five: True的條件,方便且簡單的物化特性數據查詢操作,讓您快速地找到想要的藥物樣品資料,協助您進行藥物開發研究及選題。藉由TDEC的幫助,可以快速地依據您設定的小分子物化條件,讓系統清楚地列表出您所想要找尋的純化合物藥物樣品資訊,快速又便利。

    物化特性數據查詢(Physicochemical properties search)

  5. (5) 熱門資料查詢(Popular data search):

    TDEC提供熱門資料查詢功能,包含藥品類別(Drug category)、時間間隔(Time interval)、機構類別(Institute type)、查詢數量(query number) 及媒合次數(Investigator matching frequency)等五項查詢條件,方便會員依實際需求設定熱門資料查詢數據,以進行藥物樣品熱門資料查詢功能。本功能的目的在於有效提高藥物樣品合作的機會、增加熱門研究選題的可能性、加速藥物開發的速度及強化生技醫藥研究能量。

    熱門資料查詢(Popular data search)

    • 藥品類別(Drug category): 純化合物、粗萃取物、全部
    • 時間間隔(Time interval): 1年、3年、5年、全部
    • 機構類別(Institute type): 學術機構、學研單位、業界人士、全部
    • 查詢數量(Query number) : 小於10、10、20、30、40、50、60、70、80、90、 100、大於100、全部
    • 媒合次數(Investigator matching frequency): 小於10、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、大於100、全部

    例如會員想要找出近3年在TDEC中大家最感興趣或最常合作的純化合物有哪些,您可以設定查詢條件為藥品類別:純化合物; 時間間隔:3年; 機構類別:全部; 媒合次數:全部; 查詢數量:全部,則系統將會列出近3年內登載在TDEC的所有純化物在各機構的媒合次數列表清單; 若您想要找出近5年在TDEC中學術前10名最熱門媒合藥物樣品資料,您可以設定查詢條件為藥品類別:全部; 時間間隔:5年; 機構類別:學術; 媒合次數:全部; 查詢數量:10,則系統將會列出近5年內登載在TDEC的所有學術單位藥物樣品資料媒合次數前10名的列表清單。

TDEC利用API串接匈牙利ChemAxon公司的Chemicalize產品的網頁組件(Web Component)以計算出小分子物化特性的數值,例如小分子的分子量、Solubility category及Lipinski's rule of five等物化特性數值[2]。TDEC利用API呼叫Chemicalize的物化特性計算模組,並儲存其計算後的數值於TDEC資料庫中,這除了可以快速地獲得小分子的物化特性數據外,一旦有相同的小分子結構登載於TDEC中,TDEC物化特性計算及管理系統可以快速地從本地資料庫中將先前曾經計算的數據資料提取出來,減少TDEC與Chemicalize兩端資料之間相互呼叫的時間,降低計算所需的成本,增加資料的可再用性。

本系統的目的在於計算出純化合物小分子的物化特性數值,作為藥物開發有用的資訊供會員使用,例如小分子的水溶性優劣特性即是新藥開發一個很重要的關鍵因素。

物化特性數據計算項目(The items of physicochemical properties calculation)

會員登載小分子資料於TDEC中,經管理員審核通過後,系統會將小分子結構上傳至Chemicalize,經計算後再將其數據下載至TDEC本地端資料庫中並儲存,回傳計算結果至前端藥物樣品資料頁面讓會員使用及查尋。

TDEC使用媒合管理系統以進行藥物樣品媒合功能,其意是指利用網際網路快速地連結藥物樣品提供者(提供者)及研究人員之間或藥物開發人員之間(研究者)藥物樣品資訊的聯絡方式,可跨領域及跨區域性地尋求藥物共同研究合作開發的機會,加速新藥開發的速度。其目的在於透過TDEC資源共享平台,橋接藥物樣品提供者與研究者之間的資訊及資源,並提供各領域藥物開發專家學者一個有效的研究合作管道。

TDEC媒合功能的好處在於提高藥物樣品曝光的機會、增加跨領域及跨區域合作的可能性、有效地整合研究成果、減少研究資源的浪費,加速新藥開發研究的速度為最大的目標及宗旨。

例如,當會員(申請者)使用TDEC查尋到一筆有興趣的藥物樣品資料時,即可使用媒合功能將需求送出,只要按一個鍵,系統就會自動發出一封E-mail(媒合信)給該藥物樣品提供者(提供者),清楚地讓提供者知道有其他會員對該項藥物樣品資料有興趣,想進一步了解細部資訊或是合作的意願。提供者可依現況評估合作的可行性,再依媒合信提供的聯絡資訊回覆申請者,即完成線上藥物樣品媒合功能。

TDEC統計管理系統提供會員關於本網站相關數據資訊,包含藥物樣品數量統計、物化特性數量統計、粗萃取物活性值數量統計、純化合物活性值數量統計、會員統計、媒合統計等六大類統計數據。這除了可以讓使用者快速地了解TDEC的功能、更可以清楚地知道目前TDEC資源整合情況。

  • 藥物樣品數量統計:統計項目包含粗萃取物數量、純化合物數量、粗萃取物(扣除重覆)數量及純化合物(扣除重覆)數量。
  • 物化特性數量統計:統計項目包含Solubility category(low/moderate/high)、Molecule weight (Daltons)、logP、Lipinski's drug likeness(true/false)的數量。
  • 粗萃取物活性值數量統計:統計項目包含藥品毒性描述、抗發炎活性值描述、抗過敏活性值描述、抗肝炎活性值描述、抗糖尿病活性值描述、抗癌活性值描述、抗病毒活性值描述、通透腦血管障壁活性值描述、可能的目標蛋白、可能的作用活性值的數量統計;此外,提供會員進階數據統計資訊,包含粗萃取物的毒理試驗統計(細胞試驗/基因毒性試驗/致畸試驗/致癌性試驗/繁殖試驗)及生物試驗階段統計(試管試驗/細胞試驗/動物試驗/臨床試驗)的數量統計。
  • 純化合物活性值數量統計: 統計項目包含藥品毒性描述、抗發炎活性值描述、抗過敏活性值描述、抗肝炎活性值描述、抗糖尿病活性值描述、抗癌活性值描述、抗病毒活性值描述、通透腦血管障壁活性值描述、可能的目標蛋白、可能的作用活性值的數量統計;此外,提供會員進階數據統計資訊,包含 純化合物的毒理試驗統計(細胞試驗/基因毒性試驗/致畸試驗/致癌性試驗/繁殖試驗)及生物試驗階段統計(試管試驗/細胞試驗/動物試驗/臨床試驗)的數量統計。
  • 會員統計:統計項目包含註冊TDEC會員機構類別的數量統計(學術機構、學研單位、業界人士)
  • 媒合統計:統計項目包含學術機構、學研單位、業界人士媒合功能使用次數統計

註冊成為TDEC的會員後才能使用TDEC的服務資源或功能。不需任何註冊費用,即可在線上完成註冊,經TDEC管理員審核會員註冊資料的完整性後,即會核發E-mail會員核可通知信,成為TDEC的會員。

前往會員註冊
單元管理系統為TDEC系統管理功能(後台),主要用途為管理TDEC各單元大綱的資訊標題。
常見問題管理系統(後台),提供常見問題Q&A 資訊供會員參考,此外也提供教學影片,供會員學習如何操作TDEC相關功能。
訊息管理系統為TDEC系統管理功能(後台),主要用來管理TDEC網站各單元資訊的內容。
提供TDEC會員回饋本中心或本網站相關意見及建議的管道。

參考資料:
[1]. Marvin JS was used for drawing, displaying and characterizing chemical structures, substructures and reactions, Hosted Marvin JS (version 18.15.0), 2018 , ChemAxon (http://www.chemaxon.com)
[2]. Chemicalize was used for name to structure generation/prediction of compound's physical-chemical properties via physical-chemical calculator API, https://chemicalize.com/ developed by ChemAxon (http://www.chemaxon.com)