第五届临床药物治疗大会召开,诺道医学首席执行官高飞博士做“AI赋能药物计算的研究与实践”学术报告
发布日期: 2024/09/09 浏览次数:
金风送爽,丹桂飘香。2024年9月7日-8日,由北京药学会主办、《临床药物治疗杂志》杂志社承办的“第五届临床药物治疗大会”在北京召开。会议以“共同追求适宜的药物治疗”为主题,精心设计了抗肿瘤药物治疗、自身免疫疾病的药物治疗、老年疾病的药物治疗、抗感染药物与重症治疗等8个论坛内容。北京药学会副理事长、北京大学临床药理研究所所长崔一民教授主持了大会开幕式,北京药学会副理事长、《临床药物治疗杂志》主编胡欣教授,《临床药物治疗杂志》名誉主编李大魁教授致辞。首都医科大学附属北京安贞医院院长蔡军教授、军事医学研究院钟武教授、北京回龙观医院党委书记杨甫德教授、北京协和医院高晶教授、浙江大学医学院附属第一医院赵青威教授就“国际心血管药物研发进展”、“易致呼吸道感染病毒的防治药物研究进展”、“CNS药物综合评价”、“AD的病理与靶向治疗”、“科研成果与转化”等主题做大会主旨报告。在“人工智能在药物研发与使用中的应用”分论坛,北京大学第三医院翟所迪教授、中科计算技术西部研究院图灵•达尔文实验室赵宇教授、北京大学第三医院何娜教授、中国信息通信研究院连云波教授分别做“药师需要一个GenAI助手”、“计算医学指导下的虚拟临床试验”、“大语言模型用于药学医教研的探索”、“人工智能赋能生物医药发展态势分析”学术报告,诺道医学首席执行官高飞博士做“AI赋能药物计算的研究与实践”学术报告。
 
 
高飞博士做学术报告

首先,高飞博士通过案例介绍了个体化用药剂量计算这一未被满足的临床需求以及诺道医学基于大数据人工智能的解决方案。

“在上海某三甲医院重症监护室,一位65岁的男性颅内感染患者应用万古霉素注射液进行治疗。万古霉素是一种窄治疗指数药物,治疗窗窄,毒性大,在使用时必须进行血药浓度检测(有效、安全区间10-20μg/ml),超过这一区间,会发生严重的耳肾毒性,低于这一区间,会导致治疗失败或耐药。因此临床药师需根据血药浓度检测结果和患者的具体情况及时给出用药剂量调整建议,使得血药浓度尽快落入有效安全区间之内。万古霉素这种窄治疗指数药物的个体化剂量调整一直是临床上一个棘手的问题,之前主要依赖临床药师经验,往往需要3-4次尝试调整、1周以上时间才能达标,经常就耽误了治疗时机,毒性反应也很难避免。”

“但是这一次,临床药师有了人工智能调药助手“iPharma个体化/精准用药系统”,可以帮助临床药师精准、快速地给出调整剂量建议。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。临床药师及时使用了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,临床医生予以采纳、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。”

 个体化用药剂量计算应用场景
 
“AI+药物计算”是基于人工智能机器学习技术的个体化用药计算模型,以患者的临床信息(患者基本信息、用药记录、检查检验信息、手术记录等)和TDM与PGx数据作为输入变量,通过匹配运算,给出个体化用药剂量建议。
接着,高飞博士介绍了个体化用药的相关政策、概念和Al技术为个体化用药剂量计算带来的新契机。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。目前,我国个体化用药剂量计算水平不足,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。AI技术为个体化用药剂量计算发展带来新的契机,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+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、超说明书用药和多重用药风险管控等,最终提升个体化用药剂量计算水平。

随后,高飞博士分享了部分基于“AI+药物计算”的个体化用药剂量预测和浓度预测等研究案例。

“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4.108,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”;

“集成模型预测儿科患者万古霉素谷浓度”,结果发表在Drug Design Development and Therapy(影响因子4.319,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”;

“机器学习在新生儿万古霉素个体化用药中的应用”,结果发表在Clinical Pharmacokinetics(影响因子4.500,中科院医学大类2区)杂志上,题目为“Use of Machine Learning for Dosage Individualization of Vancomycin in Neonates”;
“基于不完整数据集和交叉变量的集成学习方法预测华法林维持剂量的研究”,结果发表在Computers in Biology and Medicine(影响因子6.698,中科院医学大类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”;

“基于真实世界数据预测精神分裂症和抑郁症患者喹硫平血药浓度的机器学习模型”,结果发表在British Journal of Clinical Pharmacology(影响因子3.716,中科院医学大类2区)杂志上,题目为“Predicting Blood Concentration of Quetiapine in Patients With Schizophrenia and Depression Using Machine Learning Techniques Based on Real-World Evidence”;

“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”;

“基于真实世界数据乳腺癌患者拉帕替尼个体化用药模型的建立”,结果发表在Frontiers in Oncology(影响因子5.738,中科院医学大类3区)杂志上,题目为“Predicting lapatinib dose regimen using machine learning and deep learning techniques based on real-world study”;

高飞博士介绍到,诺道医学在“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个体化/精准用药系统(治疗药物监测/药物基因组检测药师工作站),该系统是国内外首个应用于治疗药物监测(TDM)与药物基因组检测(PGx)的自动化报告与人工智能辅助用药建议平台,处于人工智能药物计算领域全球领先水平。本系统可为近百种临床常规进行TDM或PGx的药物出具临床用药解读报告,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。同时,针对部分窄治疗指数药物,如万古霉素、利培酮、他克莫司和华法林等,该平台内置基于群体药动学或人工智能机器学习技术的个体化精准用药模型,以患者的临床信息(患者基本信息、用药记录、检查检验信息、手术记录等)和TDM与PGx数据作为输入变量,通过匹配运算,给出个体化精准用药建议。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。

iPharma个体化/精准用药系统是诺道医学独有产品,在AI赋能个体化用药剂量计算方面实现全球领先。诺道医学建立了真实世界数据治理和质控体系,研发了机器学习、深度学习等Al技术;已获20项发明专利授权;发表SCI论文30余篇,总IF超过180分;中标国家自然科学基金、国家重点研发计划等。

该系统内置治疗药物监测(TDM)和药物基因组检测(PGx)一百余种个体化用药报告模板,同时还包括10余种群体药动学模型(美罗培南、伏立康唑等)及10余种AI用药模型(万古霉素(成人、儿童)、他克莫司(肾移植、自身免疫性疾病)等)。中国药理学会专家共识引用成人万古霉素、华法林剂量计算模型;美国辛辛那提儿童医疗中心(儿童医学领域排名全美前三)发表综述引用儿童万古霉素剂量计算模型。目前AI个体化用药模型是国际前沿热点,尚有200-300左右窄治疗指数药物AI个体化用药模型是研究空白,可与合作医院选择适宜的研究方向,研发更多的AI模型,共同发表论文,申报专利和申请课题。

iPharma系统同时支持开展真实世界研究工作。基于该系统目前诺道医学已经开展了100余项真实世界研究案例,合作对象包括医院研究者、药厂、诊断试剂企业,在真实世界研究方面有着独特的优势,比如:1.基于HIS的多中心真实世界数据网络;2.打通数据治理、方法学与临床资源,形成真实世界研究整体解决方案,在人工智能机器学习技术挖掘倾向性评分控制变量方面经验丰富;3.国家级数据治理标准研发;4.强大的科研论文发表能力。
 
上海某三甲医院临床药学部临床药师使用iPharma系统出具万古霉素个体化用药报告

在iPharma个体化/精准用药系统(治疗药物监测/药物基因组检测药师工作站)基础上,诺道医学进一步推出了iPharma住院药学监护系统(住院药师工作站)和iPharma药物治疗管理系统(门诊药师工作站),共同构成了iPharma智能临床药学服务平台,可提供从精准用药到患者院内外全程用药管理整体解决方案。

iPharma住院药学监护系统(住院药师工作站)可满足临床药师针对住院患者从入院评估到查房直至出院的全流程监护工作需求。系统内置监护计划、用药重整、监护日志、药学会诊、电子药历等各类模板,通过与院内HIS、LIS、EMR等业务系统深度对接,实现智能辅助填表并自动生成药物治疗总结。系统具有全面和持续更新的各类药学知识库,以及强大的人工智能引擎,可以在临床药师开展药学服务时,快速给出辅助决策建议,其特点是贴合临床场景,操作简洁友好,决策建议准确、全面。

以河北某三甲医院住院药学监护(药学查房)为例,药师通过iPharma住院药学监护系统移动端填写查房记录,生成电子查房记录并加盖CA签章回传HIS,然后药师进入HIS住院单据收费界面添加一条收费记录:住院诊查费(临床药学加收),最终HIS扣费,实现住院药学监护收费闭环。

 
iPharma平台辅助临床药师开展住院药学监护、与His交互打通收费闭环
 
iPharma药物治疗管理系统(门诊药师工作站)是借鉴美国药师协会药物治疗管理(Medication Therapy Management,MTM)流程、结合国内药学门诊和居家药学服务的应用场景而开发的多功能用药管理系统。本系统具有全面和持续更新的各类药学知识库,覆盖18000余种临床用药,以及药物相互作用、药物不良反应、抗肿瘤药物分级管理等50多个细分领域。系统具有强大的人工智能引擎,可以在临床药师开展药学服务时,快速给出辅助决策建议,其特点是贴合临床场景,操作简洁友好,决策建议准确、全面。依托科技部重点研发计划,可以授牌参与医院“项目应用示范单位”,亦支持医共体或区域开展同质化药学服务。

以河北某三甲医院药学门诊为例,患者预约药物治疗门诊后刷卡就诊,HIS自动扣费,临床药师通过iPharma药物治疗管理系统(已从HIS获取患者挂号信息、诊疗信息)进行分析,并出具药物治疗管理单,完成药学服务后生成电子药历并加盖CA签章,回传HIS,实现药学门诊收费闭环。

 
iPharma平台辅助临床药师开展药学门诊、与His交互打通收费闭环
 
目前iPharma系统已经在上海交通大学医学院附属新华医院、海军军医大学附属长征医院、浙江大学医学院附属第一医院、四川省人民医院、郑州大学第一附属医院、苏州大学附属第一医院、南方医科大学南方医院、中山大学孙逸仙纪念医院、重庆医科大学附属第一医院、陆军军医大学附属西南医院、河北医科大学第一医院等多家医院上线并投入使用,正在或即将在华中科技大学附属协和医院、重庆医科大学附属儿童医院、广州医科大学附属市八医院、解放军总医院、首都医科大学附属北京儿童医院、中山大学附属第七医院等医院陆续部署上线。
 
iPharma系统在全国范围内招募区域代理合作伙伴,亦可直接对接有意向医疗机构,请联系15810833941(手机/微信同号)。
 
北京药学会
北京药学会成立于1947年,是北京地区药学科技工作者自愿联合发起成立的一家“5A级”学会。学会的宗旨是团结凝聚北京地区广大药学科技工作者,发挥学术创新方向引领,建设专业科技创新智库,通过开展药学科学技术的研究、交流、评价、传播、转化等活动,促进药学科技创新和普及推广,为药学科技人才成长服务,为科技与经济深度融合服务,为公民科学素质提升服务,为党和政府科学决策服务。
 
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,北京市“专精特新”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,国家重点研发计划项目“老年多重用药风险管控”、国家自然科学基金项目“甲氨蝶呤个体化用药研究”、北京市科委重大专项“高血压用药辅助指导系统研发”承担单位,河北省临床药学人工智能技术创新中心建设单位。诺道医学以“让人人用药无忧”为使命,聚焦感染、心脑血管疾病、呼吸系统疾病、精神疾病、癫痫、移植后/自身免疫性疾病和肿瘤等患者临床精准用药和多重用药管理的需求(临床急需,填补重大疾病诊疗手段空白;政策所指,新增医疗服务项目医保准入方向),基于大数据、机器学习、深度学习和GPT大语言模型等人工智能技术,构建iPharma智能临床药学服务平台,支持形成不同用药场景下的解决方案,辅助临床药师/医生开展个体化精准用药指导、药学门诊与居家药学服务、住院药学监护等,最终实现患者院内外全程用药管理服务。