在生物模擬領域,制藥公司投資的年增長率超過18%,這一動向反映出,制藥公司在面對創新、監管和預算三大壓力下需要轉向合理的藥物研發模式(基于更深層次的知識儲備和更低價格的研發成本)。
新建模技術已從之前的PK/ PD模型轉變成較大的生理機能模型,后者能模擬患者和患者群體并提出臨床醫療方案。科學家借助模擬系統能盡早地定位和識別疾病和易感人群,從而在臨床治療之前對藥物安全和效用進行長達幾年的、定量化的臨床觀察。
生物模擬系統不斷優化
生理機理模型的覆蓋面較廣,從小范圍定向模型(回答特定的藥物研發問題)到完整的疾病模型(表示出特定疾病的完整的病生理過程)。而在復雜性和規格上該模型仍在不斷提高,這讓制藥公司有機會加深認識活體系統和群體中的差異點和不確定性。更重要的是,隨著制藥公司專注于為亞群體提供精確醫療(輸送高效的、低風險的藥物),這些建模方法深化了制藥公司對患者遺傳多樣性的認識,從而有助于患者的成功治療。
生物模擬領域的策略性投資用于支持藥物研發周期中的關鍵決定(希望研發藥物通過審批),而生理機能模型的作用隨著研究進程(從早期研究到臨床試驗)的不同而不同,在早期研究階段,生理模擬模型會最大限度地減少風險以及盡早發現失敗范例;在研究后期,通過分類患者并進行特定化的治療,它可用于快速發現醫治患者的成功方案。
在藥物研發領域,只有發現疾病的完整生理過程和區分特定疾病群體的遺傳差異性才能體現生理機理建模的全部價值。對患者疾病進行完全定量的模擬,科學家將具備更精準的視覺去觀察疾病、藥物療效以及市場機遇。
疾病模型和群體觀察
那些收益最大的制藥公司投資了更為完整的疾病模型,而非更具針對性的較小模型。完整的疾病模型從深度和廣度上提供更為詳細的通路信息,這讓科學家定量化地認識分子簡并、反饋性回路和潛在的不利影響,加深對疾病生理和建議性干預的了解,從而更好地把握臨床反應和臨床風險。
借助技術成熟的生理模型,科學家一方面能夠理解個體疾病的復雜性,另一方面能探討所有可行的治療方案。這一方法存在局限性,因為模擬的個體有可能不屬于治療的合適群體,有可能出現效用低下和后果不良的情況。對于這一點,需要引用的參數是群體加權系數,這一模擬能反映群體生物學中機制性差異,從而能發現藥物治療的合適群體。
在生理模型領域,最初的投資集中小范圍定向模型(回答特定的藥物研發問題)。通常情況下,這些模型可用于藥物研發和臨床前研究,科學家能利用其進行以下操作:
1、了解作用機制
2、優先目標
3、了解潛在的各種臨床反應
4、觀察生物標志物、劑量和關鍵參數
緊隨其后的投資對象是完整的疾病模型(精確醫療必需的),該模型有助于處于后期的藥物研發,能提前了解實驗對象的反應,這對于確定合適實驗和適合群體是關鍵的。
1、 鑒定人群中的反應者和非反應者
2、 鑒定適合于判定亞群藥效的生物標記物庫
3、 支持對亞群進行特異性的分析
生理學建模有望揭開疾病生理過程的復雜性、多樣性和不確定性,從而更好地認識疾病以規范風險決定。
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