药物研发中基于生理的药代动力学建模趋势：对过去20年间应用、组织和平台的深入分析

基于生理的药代动力学（Physiologically based pharmacokinetic, PBPK）建模与模拟可以整合人体或动物的生理系统参数、药物理化性质和机制性药代动力学数据，以预测不同药物在不同病理生理条件下的吸收、分布和消除。来自英国曼彻斯特大学的Amais Ahmad研究团队在Biopharmaceutics & Drug Disposition期刊上发表文章，评估了过去二十年基于生理的药代动力学模型在药物研发中的应用进展，回顾了期间基于生理的药代动力学模型的研究文章的发表趋势，并探讨了不同分析软件平台、主要应用领域和所属组织的发展对其的推动影响。

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研究发现，基于生理的药代动力学模型研究的增长速度高于一般药代动力学模型研究的增长速度和科学研究文章的整体增长速度。制药公司和学术研究机构对PBPK的研究做出了大致相同的贡献，而监管机构的相对贡献较小。同时分析表明，在包括学术组织在内的机构中，具有图形用户界面的商业化专业PBPK分析平台，如Simcyp, GastroPlus, and PK-Sim，比开源平台更受欢迎。学术界、工业界和监管机构对不同软件工具的相对使用显示：PK-sim 和 Gastroplus 的贡献相当（分别为 5%–8% 和 10%–19%）。虽然制药公司和监管机构（分别为 65% 和 67%）比学术界（47%）更偏爱 Simcyp，但学术界（28%）比行业和监管机构更多地使用通用工具（分别为 11% 和 15%）。这些用户友好型的高计算能力平台被超过81%的PBPK研究中所使用，在PBPK发展中起关键作用。

研究设计、配方和药物代谢导致的药物相互作用是PBPK的主要应用领域，约占所有PBPK出版物的70%。对Transporter DDI的研究最少，约占所有出版物的5%。Simcyp作为整个样本集的主要贡献者，被用于三个主要领域（研究设计、代谢DDI和特殊人群——占总使用量的75%）。GastroPlus 主要用于配方研究（占总用量的54%）。PK-Sim 研究主要针对研究设计和特殊人群（占其总使用量的72%）。

图1. 过去二十年间不同组织机构在基于生理的药代动力学模型的研究发表中的相对贡献。

图2. 过去二十年间不同研究平台在基于生理的药代动力学模型的研究中的使用情况。

对基于生理的药代动力学模型的研究主要应用于研究设计、药物配方设计和药物代谢导致的药物相互作用。同时，部分领域研究在最近十年发展迅猛，如药物对特殊人群的作用、早期药物研发过程中药物动力学预测，以及药物-转运体相互作用。通过对比分析，基于研究文章的PBPK应用分析与此前基于新药申请的PBPK应用分析有较大出入，这可能表明了PBPK研究的最新领域和其在药品监管中验证使用存在一定的滞后时间。

图3. 过去二十年间基于生理的药代动力学模型的不同应用领域。

本研究综合分析了过去二十年药物研发中的基于生理的药代动力学模型的研究文章的总体趋势，并按照涉及的组织机构、使用的软件和应用领域进行分层分析。了解基于生理的药代动力学模型的研究发展趋势并预测其未来发展轨迹，对于规划资源、指导未来投资、影响行业和监管机构的管理具有重要价值。