老药新用（Drug repurposing or drug repositioning）是现代药物研发领域的一个重大机遇。相较于传统的药物研发过程,老药新用的发现不仅能降低研发失败风险,缩短药物开发的总体时间,减少所需投资,还可根据新适应症揭示药物作用的新靶点和新通路,为研究药物作用机制和毒理学等理论提供依据。虽然已开发了诸多计算机辅助老药新用发现的方法,并找到了一定的规律,但很少有工作从药物-药物关系对的相似性角度展开。本课题基于药物不良反应知识本体库（Adverse Drug Reaction Classification System,ADReCS）v2.2数据,获取 215 1 个具有 ATC 编码（Anatomical Therapeutic Chemical code,ATC code）的药物及其所对应的5160个不良反应（Adverse Drug Reaction,ADR）。另外,我们从网络集成式细胞内特征的公共数据库（The Library of Integrated Network-Based Cellular Signatures,LINCS）中获取了药物扰动下的基因表达谱信息,并使用CD（characteristic direction,CD）方法将其正则化。通过Tanimoto相似度、临床相似度、欧式距离的方法在ADR、适应症、药物扰动基因表达谱三个维度分别定量了药物-药物关系对的相似程度,并根据药物ATC（Anatomical Therapeutic Chemical）大类将药物关系对分为了三个具有显著差异的组,并对已具有一定相似适应症的药物对展开了进一步的分析。从药物对的不良反应相似性以及药物扰动基因表达谱相似性两个角度对老药新用进行了相关研究,共提出了三个假设:（1）药物ADR越相似,其适应症也越相似;（2）药物同时与多个具有某适应症的药物具有相似的基因扰动,则该药可能也具有此适应症;（3）药物同时与多个具有某适应症的药物属于同一功能模块,该药可能具有该适应症的潜能。基于我们的数据这三个假设得到了一定的证实,根据药物不良反应相似性发现了 10种可能的老药新用,且50%已进入到临床Ⅳ期试验。另外,基于适应症的关系分类构建了药物-药物邻接网络,并获取了 49个功能模块,模块中的适应症解剖学分类不同的药物与具有相同ATC分类的药物相连,则ADR相似的药物可能具有潜在的新的治疗功能,最后,我们以乙酰氯芬酸（Aceclofenac）老药新用的预测为例,从药物研发的起点——基因的扰动到研发后续——不良反应的发生角度,试图分析药物作用机制。综上所述,药物的不良反应和药物扰动下的基因表达谱都与药物的疗效相关,基于这两者的分析,能进一步了解药物的作用机制,同时为老药新用的发现提供指导。