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黄虹:智能化个性化给药平台的实践应用
  • 2017-06-29 12:08
  • 作者:石晨露
  • 来源:中国数字医疗网

通常,药物的推荐剂量是群体平均剂量,只有少数药物使用推荐剂量能获得满意效应。研究显示仅有30%-60%的患者药物治疗有效;5%-7%住院患者发生过严重的药物不良反应,导致平均住院时间延长2天左右。这些数据都表明临床药物反应会出现较大个体差异,主要表现为药物治疗无效和严重的药物不良反应。用药个体化差异因素包括生理、病理、遗传和环境因素以及因素的相互作用。

“个体化精准给药”是目前临床提高药物疗效,减少不良反应和药物毒副作用形成共识的核心方法,已经形成完整的理论体系和技术模型,是目前“精准医学”的关键技术之一。复旦大学附属华山医院信息中心主任黄虹在2017中美智能医疗大数据峰会上向与会者分享了该院在智能化个性化给药平台的实践应用。

临床药学中的个体化医疗

美国医学界在2011年首次提出了“精准医学”的概念,2015年1月20日,奥巴马又在美国国情咨文中提出“精准医学计划”,希望精准医学可以引领一个医学新时代。美国国家科学院下属的国家研究委员会给精准医学下了一个定义:”根据每一位患者的特点调整医学治疗措施。但并不意味着为每一位患者生产独特的药物或医疗设备,而是指能够根据患者的特定疾病易感性不同、所患疾病生物学基础和预后不同,以及对某种特定治疗的反应不同,而将患者分为不同亚群。”

黄虹指出:精准地调整患者的治疗措施,其中包括了用药。用药的剂量是治病最基本的手段。很多人都认为无论吃什么药,都是一天吃三顿,一顿吃两粒,但其实并不是这样。很多药,比如一些化疗药,对用药剂量精准性的要求就非常高。“个体化精准给药”是目前临床上急需解决的一个问题,当用药质量不合理的时候,药吃了可能没效果,甚至会对患者产生严重的副作用。

个体化精准给药是以适当的时间以最适宜的方式和剂量给适合的患者以最恰当的药物,使药物在产生最大治疗效益时减少或避免药物不良反应的发生。以治疗药物血药浓度监测(TDM)为主要内容,运用药代动力学理论制定个体化合理用药方案已经被临床医生广泛接受和采用。TDM在欧美发达国家已经成为临床化学实验室的常规工作,并有相应的软件辅助计算和预测给药方案,但是这些计算模型都没有针对国人进行参数设计,无法有效指导临床给药工作。我国从80年代开始开展这项工作,目前开展的单位都是在国外软件NONMEM上输入国人参数模型,计算给药方案。

“整个项目里面会牵扯到很多的技术,最关键的技术有几点,第一,模型怎么来建,这个建模的事由研究人员负责;第二,模型怎么做,由数学专家负责;第三,当算法有了,如何配上合适的资源,怎么让产生的结果能够落到实际的应用系统里去,这是我们信息部门能够做的事。”黄虹说道。


个体化精准给药影响因素

华山医院临床药学服务体系依托华山医院的国家重点医学专科:神经病学、感染病学、肾脏病学等,以及华山医院医联体、复旦大学药学院和上海市药事质控中心、围绕合理用药,探索建立新型的多学科诊疗模式,构建临床药学服务的优质平台。从慢性疾病和感染性疾病两个方向,提高药师参与的广度和深度,实现时间和空间上的全面覆盖。

黄虹介绍:整个系统架构里,临床数据是在医院内部的,计算本身是在公有云上,以混合云的模式来开展。公有云和私有云通过Site-Site的VPN连接,部署在云端的服务可以从临床CDR获得病人的相关信息,以及计算参数。利用群代动力学公式以及病人信息和实测的血药浓度值进行贝叶斯运算,得到个体化的参数。利用个体化参数和药代动力学公式计算得到预测的个体血药浓度值,并将结果返回到医嘱客户端。我们整个个性化给药模型包括群体药代动力学建模和Bayesian算法计算个体参数,当群体药代动力学建模给出初始给药方案之后,临床医生根据方案建议的剂量给药,然后我们通过药物监测,观察给药是否有效。个性化给药模型可以提供一个更适合、更精准的剂量给医生。

个体参数计算及临床应用

个性化给药软件在国外已经有了很多免费的工具,为什么华山医院花费时间和精力自主开发一款新的个体化给药软件呢?黄虹分析:国外免费软件的优点是免费,操作简便、易用,单个采样浓度的MAPB计算,稳态浓度的计算,可调整PK参数和公式,可计算常见治疗药物。但是它们最大的问题是没有输入输出的方式,只能通过手工的方法导入和导出,无法估算初始剂量和负荷剂量,无法多浓度的MAPB计算和计算任意时间点的浓度,此外无法绘制药时曲线,不能和生产系统整合在一起,内嵌模型多为西方人群。

该套个性化给药辅助工具已经与医院的临床电子医嘱系统整合在一起,同时放到药师的管理平台上,Web版已经上线,基于互联网云平台,可以供合作医院使用。支持PC、平板等多种平台。

个体化精准给药应用改进了治疗药物浓度监测(TDM)的工作流程,使得医生在用药的早期可以得到较为准确的个体血药浓度预测,可以及时调整用药方案。针对每个药物,制定了临床决策支持的决策树,帮助医生进行特定药物的临床决策支持。提供用药方案和血药浓度预测的药代动力学工具。每种药物根据不同的研究成果,集成多种计算公式(如:ICU病人、儿童、烧伤病人等)。

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