CC BY
257
52 X ИМШШМ
Математическое моделирование:
Кирилл ПЕСКОВ, к.б.н., руководитель Московского исследовательского центра по математическому моделированию компании «Новартис Фарма»
новый тренд в фармацевтике
Одной из актуальных проблем современного здравоохранения является обеспечение ЛС пациентов с хроническими заболеваниями. Количество таких больных, по данным Минздрава России, в последние годы постоянно растет. Это приводит к дефициту Лс, а длительное использование препаратов — к привыканию и снижению эффективности терапии. Помочь таким пациентам, ускорив появление на рынке новых лекарств, позволяет применение в фармацевтике перспективного метода математического моделирования.
Ключевые слова: математическое моделирование, фармакология, разработка лекарственных средств, инновационные препараты
Математическое моделирование, или M&S (Modeling & Simulation), представляет собой процесс построения и изучения математических моделей. Математическая модель — это виртуальная математическая конструкция, созданная на основе экспериментальных данных и обладающая всеми свойствами реального объекта. Математические модели с середины ХХ в. эффективно используются в ряде технологических областей и уже успели доказать, что с их помощью можно с высокой точностью находить оптимальные инженерные решения, прогнозировать возможные исходы тех или иных процессов, принимать максимально обоснованные решения.
Первые математические модели в области фармакологии и анализа клинических данных стали разрабатываться и применяться на практике в начале 70-х гг. Новая научная дисциплина получила название «фармакометрика» и быстро заняла важное место среди признанных и востребованных методик по разработке ЛС. Основной особенностью этой дисциплины можно считать своеобразный синтез фармакологии и передовых статистических методов, что позволяет проводить количественный анализ данных о действии препаратов и развитии заболеваний как на индивидуальном, так и на популяционном уровне и использовать максимальный объем информации для понимания процессов, происходящих в промежутке между приемом препарата и ответной реакцией организма.
Применяя методы фармакометрики при разработке ЛС, можно ответить на целый ряд вопросов, к примеру: какие дозы оптимальны для основных клинических исследований; на какие группы пациентов необходимо ориентировать препарат; требуется ли изменение дозировки для определенных подгрупп. Фармакометрика играет главную роль при расчете (на основе многочисленных фармакоки-нетических/фармакодинамических исследований) дозировки. Именно благодаря ей создаются рекомендации по приему препаратов, отраженные в инструкции и на упаковке ЛС. Эта методика задействована также при регистрации
Keywords: mathematical modeling, pharmacology, drug development, innovative medicines
Provision of pharmaceutical care to patients with chronic diseases is one of the challenges in the modern healthcare. The number of such patients, according to Russia's Ministry of Health, has been steadily growing over the past years. The result is drug shortage, while long term use of drugs leads to addiction and decrease in treatment effectiveness. The arrival of new drugs in the market in order to help patients in need can be accelerated with the help of mathematical modeling — a promising methodology applied in the pharmaceutical industry today. Kirill PESKOV, PhD, head of Moscow Modeling & Simulation Research Centre at Novartis Pharma. MATHEMATICAL MODELING: A NEW TREND IN THE PHARMACEUTICAL INDUSTRY.
новых препаратов. Регуляторные органы США и Европы активно используют фар-макометрику для принятия решений, связанных с маркировкой и сертификацией препаратов: впервые руководство по применению этого научного метода в процессе разработки лекарств было создано в департаменте клинической фармакологии FDA1 в 1999 г. Таким образом, применение этого метода в XXI в. вошло в мировые стандарты фарминдустрии.
С развитием компьютерных технологий математические модели становились все сложнее. И это позволило значительно расширить область их применения. Математическое моделирование используется сегодня на самых разных стадиях создания инновационных ЛС. Так, при помощи M&S в процессе разработки новых препаратов стало возможным принимать более обоснованные решения при отборе вариантов, выбирать самые перспективные из изучаемых молекул, находить наиболее подходящие мишени для лекарств, оценивать воздействие веществ на организм и т. п. Уровень российской научно-исследовательской школы обеспечивает развитию математического моделирования в нашей стране очень высокий потенциал. В частности, подобные работы уже несколько лет проводятся в Московском исследовательском центре по математическому моделированию. Ученые центра на данный момент работают в таких терапевтических областях, как офтальмология, неврология, инфекционные заболевания, онкология. Разработан ряд инновационных моделей для изучения фармакологических свойств биопрепаратов, а также анализа клинических данных российских пациентов для поддержки регистрации новых препаратов в Минздраве России. Сегодня из 10 000 перспективных молекул лекарством становится только одна. Специалисты отмечают негативную тенденцию к увеличению количества неудач
1 Food and Drug Administration - Федеральное управление по контролю над лекарствами США.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ: НОВЫЙ ТРЕНД В ФАРМАЦЕВТИКЕ
ршшиим хь 53
при проведении второй и третьей фаз клинических исследований. Вероятность одобрения нового ЛС после начала первого этапа составляет 6%, таким образом, только 1 из 17 препаратов успешно проходит все фазы клинических испытаний2. Это наносит серьезный удар по научно-исследовательской деятельности фармацевтических компаний, т. к. стоимость подобных исследований может достигать несколько десятков миллионов долларов. Многие компании по этой причине вынуждены замораживать или вовсе прекращать свои инновационные разработки. В отношении безопасности ЛС установлена высокая планка, отсюда — значительный риск и неопределенность: ни одна фармацевтическая компания, ведущая разработки, не имеет гарантий успеха и не знает достоверно, смогут ли оправдаться затраты на исследования. В связи с этим фармацевты совместно с ведущими учеными ищут новые возможности сократить время и расходы на создание ЛС. Использование математического моделирования является сегодня одним из наиболее перспективных способов увеличить эффективность разработки новых лекарств. Применение математических моделей при разработке инновационных препаратов позволяет экономить ресурсы и избежать множества рисков. Само по себе моделирование не отменяет клинических испытаний, но позволяет оптимальным образом разработать их дизайн и правильно интерпретировать результаты. Благодаря этому зачастую удается сократить количество провалов испытаний. Применение моделирования особенно важно при переходе от исследовательской части разработки лекарства к доказательной. Как известно, первые фазы клинических испытаний проходят на ограниченных выборках здоровых добровольцев (фаза I) или пациентов (фаза II). Таким образом, для снижения риска провала дорогостоящих испытаний фазы III критически важно использовать всю информацию, накопленную ранее, в преклинических исследованиях, а также в фазах I и II. Математические
2 Статистический сборник биофармацевтических научных исследований Parexel, 2012.
3 Clinical Pharmacokinetics (2011) Impact of Pharmacometric Analyses on New Drug Approval and Labelling Decisions. A Review of 198 Submissions Between 2000 and 2008.
модели позволяют осуществить подобную интеграцию. В итоге это помогает исследователям подойти к ключевым вопросам разработки нового лекарства — выбору дозы и режима введения — наиболее подготовленными и принять максимально обоснованные решения. Моделирование применяют на всех этапах клинических исследований, и для каждого решения используются разные типы математических моделей. Так, биологические модели на ранних стадиях дают возможность количественно оценить взаимодействие препарата с мишенью и скорость его распространения в организме. Фармакологические модели позволяют подобрать оптимальную дозу препарата для различных популяций пациентов, с максимальной точностью определить терапевтическое окно. На финальных этапах, где исследования проводятся на больших группах пациентов с широким разбросом индивидуальных характеристик, применяют статистические модели. Это позволяет получить количественный прогноз эффектов и оптимизировать дизайн клинических испытаний. Эпидемиологическое моделирование изучает группы пациентов с учетом специфических характеристик — в зависимости от демографических особенностей, условий проживания и других факторов. А с помощью экономического разрабатываются модели поведения рынка и механизмов принятия решений, позволяющих найти оптимальную цену и стратегию вывода препарата на рынок.
Использование математического моделирования является сегодня частью официального руководства по анализу фармакологических данных FDA и EMA (Европейское агентство по медицинским препаратам). По данным FDA, за последние 10 лет результаты моделирования использовались для принятия решений по одобрению препаратов и инструкций к ним более чем в 60% случаев3. В нашей стране новый метод также с каждым годом приобретает все большее признание. Результаты разработок отечественных ученых свидетельствуют о том, что в ближайшие годы фармакометрика будет способствовать регистрации и появлению на рынке новых препаратов, созданных в России.
<$>
кроме того...
Российские врачи и чиновники считают вакцинофо-бию реальной угрозой
19 апреля состоялся организованный РИА АМИ при участии Минздрава России, Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека и Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения круглый стол на тему «Борьба с вакцинофобиями. Важность вакцинации как элемента здорового образа жизни». Темой обсуждения стала важность всеобщей вакцинопрофи-лактики как самого эффективного метода в борьбе с инфекциями, его медицинского и экономического аспектов, его роли в сохранении благоприятной эпидемиологической ситуации не только в России, но и во всем мире. В этом контексте особую роль играет борьба с вакцинофобией и антипрививочной кампанией, стремительно набирающей обороты. В обсуждении приняли участие: Олег Салагай, пресс-секретарь Минздрава России; Ирина Михее-ва, завлабораторией иммунопрофилактики ФБУН «ЦНИИЭ» РПН; Сергей Глаголев, замначальника отдела мониторинга эффективности и безопасности лекарственных средств Росздравнадзора РФ; Николай Озерецковский, главный эксперт ФГБУ НЦЭСМП Минздрава РФ; Владимир Злобин, завкафедрой микробиологии, вирусологии и иммунологии Иркутского государственного медицинского университета, академик РАМН; Лариса Руденко, эксперт ВОЗ, руководитель отдела вирусологии НИИ экспериментальной медицины РАМН; Михаил Костинов, завлабораторией вак-цинопрофилактики НИИ вакцин и сывороток; Михаил Желудков, завлабораторией бруцеллеза НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Гамалеи РАМН. Особое внимание участники круглого стола заострили на одном из мифов, лежащим в основе вакцинофобии, — вопросе качества используемых в иммунизации вакцин. На сегодняшний день в России зарегистрировано или находится в стадии регистрации большое количество импортных вакцин. Есть мнение, что вакцины российского производства низкокачественные. Но это не соответствует действительности. В некоторых случаях себя лучше показывают вакцины отечественного производства, в некоторых — импортные, однако это не вопрос качества того или иного препарата, а вопрос правильности его применения. Эксперты сошлись во мнении, что наиболее эффективным инструментом в борьбе с вакцинофобией будет тщательная разъяснительная работа с населением, особенно с родителями.
