QSP模型指导药物发现和开发

定量系统药理学(QSP)是一种方法,使用计算模型来描述药物和病理生理学之间的动态相互作用,以理解系统在细胞和生化网络水平。QSP模型旨在提高对生物系统和疾病的理解,促进候选药物的早期和更深入的硅测试,并支持合理的决策,以减少开发成本和时间。万博1manbetxQSP模型可以降低药物开发的后期损耗率,这是目前药物开发面临的最大挑战之一。

定量系统药理学领域出现在传统的PK/PD和机械系统生物学建模之间的十字路口。它结合了疾病病理生理学的机制模型,治疗药物的PK/PD,和定量实验数据。所得到的模型可用于运行模拟,以了解药物如何修改细胞网络,以及它们如何受到(病理)生理学、重要通路以及药物参数和生物变异对药物有效性和安全性的影响。

从探索性研究到后期临床试验,定量系统药理学越来越多地用于药物发现和开发,以指导研究和决策的领域如下:

  • 目标可行性及选择:设计一种治疗药物通常从一个潜在的候选药物列表开始。为每个潜在靶标开发QSP模型可以建立亲和力和剂量要求,并在早期预测最佳药物参数。这种方法有助于消除可开发性较低的目标,这样您就可以追求更有前途的候选对象。
  • 药物疗效和安全性:大多数药物在临床中由于疗效低而失败,而在动物实验中的高疗效水平可能无法转化为人类。QSP模型有潜力预测这种行为。除了预测哪些药物更有效外,QSP还可以帮助确定哪些药物可能会失败,以及原因。因为QSP模型可以在器官水平上预测药物暴露,它们也提供了对毒性机制和潜在副作用的见解。
  • 剂量优化:诸如癌症、中枢神经系统疾病和代谢性疾病等复杂疾病通常需要综合治疗。通过QSP模型将疾病机制结合在一起,可以在决定最佳剂量水平和联合治疗方法方面获得重要的,但往往是违反直觉的见解。
  • 精密医学:许多疾病表现出异质性,各亚群受到不同的影响。QSP模型的使用可以整合生物学差异对疗效和安全性的影响,并导致在临床试验中对哪些患者亚群进行靶向的合理决定。

定量系统药理学工作流程通常包括以下步骤:

有关开发和使用定量系统药理学模型的更多信息,请参见SimBiology®





软件参考

参见:SimBiology,PK / PD模型,计算生物学,生物技术和制药,统计和机器学习工具箱,优化工具箱,并行计算工具箱,遗传算法