人工智能指导个体化用药：“利器”是怎样炼成的？
发布日期: 2023/06/01 浏览次数：
但是这一次，张医生有了一个人工智能调药助手“iPharma个体化/精准用药系统”，可以帮助张医生来精准、快速地调整剂量。这位患者血药浓度检测结果为28.5μg/mL，已超过警戒线，患者随时面临严重耳肾毒性的风险。张医生及时使用了这个iPharma系统，系统自动调取患者各项临床数据，根据患者的个体情况、当前血药浓度、药物代谢情况、肾功能等指标进行综合分析计算，给出了万古霉素剂量调整建议，张医生予以采纳、对用药剂量进行了调整。之后患者二次血药浓度检测结果为14.5μg/mL，进入了有效、安全区间，前后只经历了1次调药、3天时间。最终患者感染得到了快速控制，并且也没有毒性反应发生。患者不仅得到了及时的救治，也缩短了住院时间，减少了经济负担。
图1 上海交通大学医学院附属新华医院临床药师正在应用iPharma个体化/精准用药系统出具万古霉素个体化用药报告
iPharma系统作为全球首件“人工智能+药物剂量计算”医疗决策支持软件，是由北京诺道认知医学科技有限公司（简称：诺道医学）研究开发的，并已经在10余家三甲医院上线使用，如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、四川省人民医院、苏州大学附属第一医院、中山大学孙逸仙纪念医院、海军军医大学附属长征医院、陆军军医大学附属西南医院、河北医科大学第一医院、首都医科大学附属北京儿童医院和重庆医科大学附属第一医院等。
iPharma个体化/精准用药系统主要针对窄治疗指数药物应用人群（如感染类疾病、精神神经类疾病、移植后及自身免疫性疾病等）的个体化用药剂量计算需求，提供基于人工智能技术的个体化精准化用药服务。窄治疗指数药物因治疗窗较窄，剂量或血药浓度的微小变化即可能导致治疗失败和/或严重不良反应，进而危及生命，或者导致永久或严重的残疾或功能丧失。每年使用窄治疗指数药物的患者超过1亿人次，但是精准用药、个体化用药的现状并不乐观，药物剂量调整周期长，不良反应时有发生。
iPharma软件包含多个窄治疗指数药物的人工智能剂量计算模型，如万古霉素、利培酮、他克莫司和华法林等。以抗感染类药物注射用盐酸万古霉素为例，临床医师或药师根据患者的临床信息（基本信息、诊断信息、检验信息、用药信息等），结合万古霉素血药浓度监测数据，调用人工智能模型进行匹配运算，得出万古霉素用药日剂量，并将计算结果传输到用户软件界面，供医务人员调阅查看。除此以外，本系统可为近百种临床常规进行TDM或PGx的药物出具临床解读报告，临床药师可应用本系统一键生成报告，极大地提升工作效率，为辅助临床精准用药决策打下坚实基础。
图2 iPharma个体化/精准用药系统首页
基于某三甲医院为期两年的真实世界临床研究结果表明，与临床经验给药相比，iPharma万古霉素个体化用药计算软件使用前后用药调整次数减少约1次，总住院天数减少约7天，ICU住院天数减少约2天，同时可明显减少对肝肾功能的负面影响以及降低住院总费用，从而为患者提供更精准、更安全、更经济的个体化用药方案。
那么这个人工智能指导个体化用药的“利器”是怎样炼成的呢？实际上，在临床海量的真实世界用药数据中蕴藏着个体化用药剂量的计算规律，而人工智能机器学习技术可以找到这一规律，实现对患者用药剂量、血药浓度和药物不良反应的预测。诺道医学在这一领域已深耕数年，与合作医院以共同通讯或共同一作发表相关SCI论文20余篇（总影响因子超过120分），获得国家发明专利授权15项（其中1项获上海市优秀发明金奖），申报获得包括国家重点研发计划、国家自然科学基金重点及面上项目和北京、上海市科委项目在内的多项课题。诺道医学两项人工智能用药模型论文被中国药理学会定量药理学专业委员会发布的《模型引导的精准用药: 中国专家共识》（《中国临床药理学与治疗学》2021 Nov; 26( 11)）引用，这是国际上人工智能用药模型首次进入专家共识。诺道医学与合作医院共同撰写的全球首篇关于人工智能指导个体化用药的综述《人工智能指导个体化用药的研究与实践》发表于《中国临床药学杂志》（中国科技核心期刊）2022年第2期。iPharma相关研究成果也多次受邀在中华医学会临床药学分会学术年会等会议上作大会报告。
图3 综述首页
图4 高飞博士做学术报告
iPharma个体化/精准用药系统的实施目前主要以院内本地化部署的方式进行，需要与院内信息系统如HIS、LIS等做接口联通，可实时调取患者重要变量以进行个体化药物剂量计算。未来本系统也可以外网云部署的方式来实施。欲进一步了解本系统请搜索微信号18515237331。