芯片数据决定模型能够预测什么
中国东南大学（Southeast University）等团队在 Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 综述器官芯片与生理药代动力学（physiologically based pharmacokinetic，PBPK）联合建模。文章关注芯片如何提供清除、分配和跨组织转运数据，以及这些输入怎样用于人体暴露预测。
PBPK 用组织体积、血流和生理过程表示药物在体内的变化。相对经验性分室模型，它能够把器官功能与药物性质结合；较细的结构同时要求更多参数和相应验证资料。
芯片则可在指定细胞、流动和屏障条件下测量药物变化。两者连接后，研究需要区分实验装置中的过程与人体过程，再决定哪些参数可以转移。
生理参数和药物参数分别确定
综述把输入分为系统和药物两类。系统参数包括组织体积、血流、酶和转运蛋白表达；药物参数包括溶解度、组织分配、膜通透性、清除及蛋白结合等。
较完整的全身模型能预测未直接取样组织的暴露，简化模型则将动力学相近的组织汇总，减少参数。作者指出，完整模型通常更容易拟合实验数据，但参数过多也可能造成过拟合。
在肠肝连接中，肠腔、屏障另一侧、肝组织和混合区可分别设为药物质量平衡单元。流量、面积、通透性和代谢共同决定浓度随时间的变化。
细胞特性、培养液、培养条件和药物性质影响体外到体内的换算。按器官体积缩小装置，还需要保留足以转化母药的代谢功能，才能使其他器官接触相应水平的活性产物。
历史资料显示验证标准并不一致
作者引用 Sager 等对 2008–2015 年 PBPK 文献的统计，说明模型验证中需要关注数据匹配。相应资料中，97% 的文章开展模型检查，但只有 32% 的验证数据集报告与模拟人群的年龄和性别匹配。
该统计还报告，21% 的模型验证考虑基因型。年龄、性别和代谢相关遗传背景可能改变参数，验证数据与目标人群的关系因此影响结果解释。
同一历史统计中，56% 的模型没有明确说明成功判定标准。其他模型分别采用平均药代参数偏差、不同条件之间的相对变化或绝对暴露范围等标准，比较对象和容许误差并不相同。
这些数字来自综述引用的历史文献分析。文章据此强调，在展示模型表现时，应说明使用的数据、人群及具体比较标准，使浓度曲线和药代参数的结果可以对应。
伊立替康案例连接代谢与药物相互作用
综述介绍肝—肺肿瘤连接中的伊立替康研究。肝细胞把母药转化为活性代谢物 SN-38，后者影响肿瘤细胞数量；计算模型用代谢和细胞反应连接这一过程。
案例观察 72 小时，每 24 小时更换培养液，并比较同时加入辛伐他汀或利托那韦的条件。综述报告，这两种药抑制伊立替康的代谢；研究将实验中的细胞密度与药代—药效模型预测进行比较，以评价药物相互作用。
实验还比较了有无旁路流道的多器官装置，并结合模型估计肝端的药物提取率。流路和给药条件用于确定分布体积、流量及初始药量等参数，把肝端代谢与肺肿瘤端细胞反应联系起来。
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材料吸收改变细胞接触的浓度
聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）便于加工和成像，但药物可能先吸附于表面，再向材料内部扩散。综述区分了这两种过程，并说明如何在流动模型中计入材料损失。
在介绍的阿莫地喹案例中，实验使用异硫氰酸荧光素（fluorescein isothiocyanate，FITC）作为性质相近的替代物。荧光成像提供材料内部的空间分布，再由扩散关系拟合相关参数。
这些参数与流动、材料分配和扩散模型连接后，用于预测时空浓度。替代物的拟合资料与目标药本身的直接测量是不同依据，模型解释需保留这一关系。
拟合分为两个步骤：先根据荧光随时间进入材料的分布，估计 PDMS 内扩散系数，再结合实验与模拟估计材料分配。两类参数描述不同过程，共同决定流道中的剩余药物。
样品取出、补液、储液池和管路也会改变质量平衡。模型若把全部流体视为均匀混合，还需考虑这一简化是否符合实际流路和细胞屏障。
联合建模需要保留输入的实验条件
文章提出，芯片提供的价值在于较接近组织功能的动态资料，PBPK 则帮助把这些资料转换为药物暴露预测。实验与计算的联系需要具体测量支持，例如代谢物、药物浓度和材料损失。
不同平台的细胞、培养液和流动条件仍有差别，模型中的每项输入应与其实际来源一起解释。