第四届心脑血管循证药学与药物治疗管理东方论坛召开,诺道医学于泽博士做AI个体化用药报告
发布日期: 2021/11/22 浏览次数:
      2021年11月13-14、19-21日,由上海市药学会、中国心脑血管麻醉学会心血管药学分会、上海交通大学医学院附属仁济医院主办的“第四届心脑血管循证药学与药物治疗管理东方论坛”在上海召开。本次会议采取“线上+线下”结合的方式,精心设计包括“抗栓药物治疗管理与个体化用药”、“循证药学与药物经济学论坛”和“医联体建设与药物治疗管理”等八个分会场,全国临床药学领域五十余名知名专家、学者做演讲。诺道医学个体化用药与真实世界研究事业部总经理于泽博士受邀在“真实世界研究与预测模型”分论坛做 “AI+药物计算:大数据人工智能指导下的个体化用药研究与实践”学术报告。

图1 于泽博士做AI个体化用药报告
 
      11月13日上午,主论坛“心脑血管疾病与药物治疗管理新进展”召开,由国家杰出青年科学基金获得者/教育部长江学者特聘教授/上海交通大学医学院附属仁济医院药学部主任林厚文教授、中国药理学会理事/上海市医院协会药事管理专委会副主任委员/同济大学附属第十人民医院药学部主任沈甫明教授和上海市医学会临床药学专科分会候任主任委员/上海交通大学医学院附属第九人民医院药剂科主任原永芳教授主持,上海市药学会秘书长刘丙龙、中国心胸血管麻醉学会心血管药学分会主任委员/中国医学科学院阜外医院(国家心血管病中心)药事部主任郑英丽教授和上海交通大学医学院附属仁济医院副院长张继东教授分别致辞。
11月20日下午,“真实世界研究与预测模型”分论坛召开,论坛主席为国家杰出青年科学基金获得者、海军军医大学附属长征医院临床研究中心主任、上海中医药大学中药资源与生物技术中心主任陈万生教授。分论坛上,于泽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。

       接下来于泽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。个体化用药主要针对窄治疗指数药物(窄治疗指数药物NTIDs是指药物剂量或血药浓度的微小变化可能导致剂量和血药浓度依赖性的治疗失败或严重不良反应,严重不良反应表现为持续、不可逆或危及生命,可能导致住院、致残或死亡,如万古霉素、华法林和他克莫司等药物),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。
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。
图2 AI技术在医疗健康领域中的应用
 
      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、海军军医大学附属长征医院和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。

       于泽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”。
图3 个体化用药研究已授权发明专利


       于泽博士介绍到,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和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和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、重庆医科大学附属第一医院、重庆医科大学附属儿童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、华法林和他克莫司等窄治疗指数药物的个体化使用提供辅助决策建议。


上海市药学会:上海市药学会成立于1930年2月23日,是全国各省市药学会中成立最早的分会。上海药学会以服务求发展,充分发挥学会的资源优势,利用学会跨行业、跨部门横向联系的优势,在推动药学科技进步与创新、促进科技与经济结合、培养药学科技人才、推广和普及药学科学知识、加强学会自身建设等方面做了大量卓有成效的工作,为上海医药事业的发展做出了突出的贡献。下设医院药学、药物治疗管理和药物临床研究等专业委员会。

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。

诺道医学于泽:沈阳药科大学药学学士,上海中医药大学交叉科学研究院博士,原北京大学人民医院主管药师、临床药师,原美国药典委员会任职助理科学家,北京药师协会治疗药物检测委员会委员。目前任诺道医学个体化用药与真实世界研究事业部总经理,负责并参与真实世界研究50余项,与国内40余家顶级大型三甲医院建立深度合作,累计发表SCI论文10余篇(第一作者5篇,总影响因子>25分),中文核心期刊论文10余篇。