儿科 PBPK 中,生成虚拟患者、描述发育规律及估计参数的不同任务。
儿科 PBPK 中,生成虚拟患者、描述发育规律及估计参数的不同任务。(NAMs China)

儿科外推需要保留发育中的生理关系

浙江大学医学院附属第二医院团队在 Pharmaceutics 发表综述,讨论深度学习如何用于生理药代动力学模型(physiologically based pharmacokinetic modeling,PBPK)。文章以儿童器官功能和酶活性仍在成熟、临床采样受限为背景,归纳模型面临的 3 类问题。

第一类是怎样生成生理上相互协调的虚拟患者。体重、器官大小和相关生理变量存在联系,生成模型需要保留这些关联,才能形成适合整体模拟的人群。

从跨年龄规律到有限数据中的参数估计

第二类问题涉及药物处置在物种与年龄之间的变化。综述讨论图网络及神经常微分方程,用连续关系描述生长和成熟过程,作为固定缩放指数之外的研究方向。

第三类是从稀疏数据中估计机制参数。综述讨论了将物理规律纳入训练的网络与替代计算模型,如何补充 PBPK 工作流程中的参数推断和不确定性分析。

生成患者与临床用途需要分别评价

综述以拉考沙胺、拉莫三嗪和奥卡西平等抗癫痫药作为讨论实例,并以虚拟患者为模拟单位组织论述。文中还提出生成群体的验证标准、学习增强 PBPK 的监管资格认定,以及不确定性报告等待解决问题。

作者把方法发展与已证明的临床获益分开讨论。生成的生理参数是否合理、外推能否通过独立资料检查,以及这些预测能否改善实际用药,属于不同层次的评价。

来源与延伸阅读

  1. Physiologically Constrained Deep Learning in Physiologically Based Pharmacokinetic Modeling: Virtual Patient Generation, Machine-Learned Scaling Laws, and Pediatric Precision Dosing ↗