定量系统药理学(QSP)

指导药物发现和开发的QSP模型

定量系统药理学(QSP)是一种使用计算模型来描述药物和病理生理学之间动态相互作用的方法,以在细胞和生化网络水平上理解该系统。QSP建模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彻底的电子测试,并支持合理决策,以减少开发成本和时间。QSP模型可以降低晚期损耗率,这是目前药物开发中最大的挑战之一。万博1manbetx

定量系统药理学领域出现在传统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、治疗剂的PK/PD和定量实验数据。由此产生的模型可用于运行模拟,以了解药物如何改变细胞网络,以及它们如何受到(病理)生理学、重要途径的影响,以及药物参数和生物变异对药物疗效和安全性的影响。

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,以指导以下领域的研究和决策:

  • 目标可行性和选择:设计一种治疗药物通常首先从一系列潜在的候选药物中进行选择。为每个潜在靶点开发QSP模型有助于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低的目标,以便您可以寻找更有前途的候选人。
  • 药物疗效和安全性:大多数药物在临床上因低效而失败,而动物实验中的高效水平可能无法转化为人类。QSP模型有可能预测这种行为。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失败以及原因。由于QSP模型可以在器官水平上预测药物暴露,因此它们还可以深入了解毒性和潜在副作用的机制。
  • 剂量优化:癌症、中枢神经系统疾病和代谢性疾病等复杂疾病通常涉及联合治疗。通过QSP模型结合疾病机制,可得出重要且往往违反直觉的见解,用于确定最佳剂量水平和联合治疗方法。
  • 精确医学:许多疾病表现出异质性,亚群体受到不同的影响。QSP模型的使用可以综合生物变异对疗效和安全性的影响,并导致在临床试验中合理决定以哪个患者亚群为目标。

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,请参阅模拟生物学®.





另见:模拟生物学,PK/PD模型,计算生物学,生物技术与制药,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