中华医学会临床药学分会全国学术会议召开,诺道医学首席执行官高飞博士做AI个体化用药报告
发布日期: 2021/10/21 浏览次数:
图1 高飞博士做学术报告
10月19日上午,在开幕式上,中华医学会副会长兼秘书长王健,河南省卫健委党组书记、主任、郑州大学第一附属医院党委书记、中华医学会临床药学会前任主任委员阚全程教授,中华医学会临床药学分会主任委员、郑州大学第一附属医院党委副书记赵杰教授分别致辞。大会报告环节由中华医学会临床药学分会候任主委、四川省医学科学院·四川省人民医院药学部主任童荣生教授,中华药学会医院药学专业委员会主任委员、中华医学会临床药学分会副主任委员、华中科技大学同济医学院附属协和医院党委书记张玉教授主持。中国工程院院士、我国遗传药理学和药物基因组学开拓者和奠基人、中南大学临床药理研究所所长周宏灏院士,国家卫健委医政医管局李大川副局长,中华医学会临床药学分会主任委员、郑州大学第一附属医院党委副书记赵杰教授就药物基因组、医院药学发展、精准医疗服务体系方面做精彩分享。10月20日上午,在 “药品临床综合评价与真实世界研究” 分会场,诺道医学首席执行官高飞博士做“基于真实世界数据与机器学习技术个体化用药模型的研究与实践”学术报告。
高飞博士首先介绍了真实世界研究的概念。真实世界研究是指针对预设的临床问题,在真实世界环境下收集相关数据(真实世界数据)经过数据清洗、治理,应用适宜的统计学方法,获得药物、医疗技术等干预手段的应用情况及潜在获益-风险的临床证据(真实世界证据)的研究过程。真实世界研究不仅可以用于药物、医疗技术等的临床综合评价(安全性、有效性和经济性),为药物使用和监管决策提供依据,同时也可用于各种医学事件重要影响因素分析及预测模型构建,涉及疾病的病因、转归及预后,个体化/精准用药和药物不良反应等诸多方面。
接下来高飞博士介绍了真实世界研究与机器学习技术在个体化用药领域的应用。个体化用药即在最适的时间、对最适的患者、给予最适的药物和最适的剂量,治疗药物监测(Therapeutic drug monitoring, TDM)和药物基因组检测(Pharmacogenomics, PGx)为个体化用药提供了重要的技术基础。目前,我国个体化用药水平不足,常常导致治疗失败或严重不良反应,已经成为危害我国人民健康、消耗医保资金的重要因素。以万古霉素为例,作为重症感染常用的抗生素,该药代谢个体差异大、治疗窗窄,剂量过大容易引起耳毒性、肾毒性等不良反应,剂量不足则导致耐药或治疗失败,需要基于TDM给出个体化用药方案。
图2 AI技术在医疗健康领域中的应用
AI技术为个体化用药发展带来新的契机。传统PK/PD模型起源较早,发展较为成熟,既往研究往往利用定量药理学方法建模。现有药动学参数的计算仅基于少量临床因素,无法适用于更复杂、更广泛的临床人群。在海量的临床数据中,已被证实的大量安全有效的用药方案所对应的临床数据中蕴含着丰富的个体化用药依据,AI技术的发展可以赋能于挖掘分析这些用药依据,通过对临床数据进行多层次挖掘,筛选出更多的药物影响因素,构建实用性更强的个体化用药模型。AI技术在医疗健康领域中已经有了很广泛的应用,包括 “AI+药物研发”,在抗新冠病毒药物筛选中,对8506种上市或临床试验药物和超过1.6亿化合物分子进行了筛选;“AI+医学文本”,相关产品有已获美国FDA医疗器械审批的Cognoa,它是国际第一款儿童自闭症诊断决策支持软件;“AI+医学影像”,相关产品有糖尿病视网膜病变眼底图像辅助诊断软件EyeWisdom、冠脉CT造影图像血管狭窄辅助分诊软件、肺炎CT影像辅助分诊与评估软件等,均已获NMPA医疗器械审批; “AI+药物计算”能够基于人工智能技术对个体化用药进行剂量计算及浓度预测,在个体化用药中的应用主要包括剂量预测、浓度预测、不良反应预警和多重用药风险管控等,最终提升个体化用药水平。
从2018年开始,医疗AI公司北京诺道认知医学科技有限公司与包括上海交通大学医学院附属新华医院、北京大学第三医院、四川省医学科学院·四川省人民医院、郑州大学附属第一医院、南方医科大学南方医院、苏州大学附属第一医院、首都医科大学附属北京安定医院、北京大学第一医院等多家大型三甲医院合作,在上海市转化医学协同创新中心合作基金、国家自然科学基金面上项目及科技部国家重点研发计划等多项国家课题基金的支持下,开展了大数据人工智能指导个体化用药的研究,目前在此方向已发表SCI论文10余篇,影响因子超过70分,获得国家发明授权专利4项,即万古霉素的给药方法及装置、基于血药浓度监测的药效优化方法及装置、抗凝药药效优化模型的建立方法及装置、一种药物适应症的自动生成方法-装置-设备及储存介质。
图3 个体化用药研究已授权发明专利
高飞博士还介绍部分已经发表的研究。案例一,在高维数据上利用机器学习技术预测万古霉素剂量,结果发表在Expert Review of Clinical Pharmacology(影响因子5.044,中科院医学大类2区)杂志上,题目为“Prediction of Vancomycin Dose on High-Dimensional Data Using Machine Learning Techniques”。案例二,利用集成模型预测儿童患者万古霉素谷浓度,结果发表在Drug Design, Development and Therapy(影响因子4.164,中科院医学大类3区)杂志上,题目为“An Ensemble Model for Prediction of Vancomycin Trough Concentrations in Pediatric Patients”。案例三,基于不完整数据交叉变量的集成学习方法预测华法林维持剂量,结果发表在Computer in Biology and Medicine(影响因子4.589,中科院工程大类2区)杂志上,题目为“An ensemble learning based framework to estimate warfarin maintenance dose with cross-over variables exploration on incomplete data set”。案例四,基于真实世界证据机器学习技术预测自身免疫性疾病患者他克莫司血药浓度,结果发表在Frontiers in Pharmacology(影响因子5.810,中科院医学大类2区)杂志上,题目为“Predicting blood concentration of tacrolimus in patients with autoimmune diseases using machine learning techniques based on real-world evidence”。案例五,基于基因多态性的甲氨蝶呤致急淋白血病患者肝损伤风险模型,结果发表在Frontiers in Pharmacology(影响因子5.810,中科院医学大类2区)杂志上,题目为“A risk scoring model for high-dose methotrexate-induced liver injury in children with acute lymphoblastic leukemia based on gene polymorphism study”。高飞博士介绍到,诺道医学在以上“AI+药物计算”模型的基础上,推进产学研一体化,已经成功研发出iPharma人工智能个体化用药系统,该系统是国际首款人工智能辅助用药软件,是全球领先的人工智能药物计算平台。软件内置基于真实世界数据与人工智能机器学习技术构建的个体化用药模型,根据患者的临床信息(基本信息、检验信息、用药记录等),结合治疗药物监测和药物基因组检测数据,通过模型匹配运算,给出个体化用药建议。iPharma人工智能个体化用药系统的特点是“实时化”、“智能化”、“增量学习”。“实时化”指的是该系统可以通过实时交互技术快速地从业务系统(HIS、LIS等)中提取患者的各种临床数据;“智能化”指的是该系统可根据人工智能技术给出个体化用药方案;“增量学习”指的是人工智能个体化用药模型建模成功后,能不断地从新的样本(真实世界数据、合理用药方案等)中学习新的知识。iPharma人工智能个体化用药系统已在上海交通大学医学院附属新华医院、郑州大学附属第一医院、南方医科大学南方医院等上线使用,正在苏州大学附属第一医院、中山大学孙逸仙纪念医院、四川省人民医院等部署上线,并将在海军军医大学附属长征医院、陆军军医大学附属西南医院和河北医科大学第一医院等陆续部署上线,在临床实践中为万古霉素、华法林、他克莫司等药物的个体化使用提供辅助决策建议。
图4 个体化用药研究合作和iPharma系统部署医院
简介
中华医学会临床药学分会:成立于2011年9月,在中华医学会的框架下,由全国各级医疗机构临床药物治疗领域相关的著名临床药学专家、医学专家及制药企业的科技工作者自愿组成的学术团体。其宗旨是通过推动临床药学学科建设、促进临床药学人才培养、提高临床药学服务质量、加强药物不良反应监测、加快新药临床研究和开发、促进药学信息交流和服务等,有效规范临床合理用药,致力于搭建一个高效、高端、高品质的学术交流与合作平台,推动我国临床药学的发展,最终实现临床用药的安全、有效、经济。中华医学会临床药学分会每年举行一次全国学术会议,来自全国各医疗机构临床药学相关的临床药师、医生和研究人员参会,人数往往超过万人,已经成为国内临床药学界影响力最大的学术盛会。
诺道医学:北京诺道认知医学科技有限公司是医疗人工智能新锐企业,国家高新技术企业,中国医师协会智慧医疗专委会委员单位、中国药理学会临床药理专业委员会委员单位、中国卫生信息与健康医疗大数据学会老年医学大数据专委会常委单位。诺道医学聚焦用药场景,依托先进的人工智能和信息化技术,联合领军医疗和科研机构,建立联合实验室网络,构建“药学大脑”,以新技术催生新模式,线上线下联动,形成不同用药场景下的解决方案。诺道医学有很强的科研实力,与合作医院合作已中标多项国家及省市级课题,包括十三五国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目等。目前已获得树兰医疗战略投资。