“虚拟患者成功上线，「职业试药人」将成为历史。”试药志愿者熟练地卷起外套的袖子，露出左臂弯内的4根留置针，它们沿着静脉血管连成一排。在过去的3天5夜里，她一共被抽了23次血，抽完这一管，她就能离开全封闭的病房，拿到元的报酬。在中国，有50万人在舍命追逐着这个工作，他们有一个共同的名字「职业试药人」。国内每天平均有近种新药问世，但医院药房，还需要大量的人体临床试验，「职业试药人」成为了志愿者之外一种特殊的补充。是药三分毒，没有哪个新药可以保证绝对安全，试药人通常也要承担巨大的风险，药物严重不良反应甚至死亡时有发生。现在的计算机模拟系统已经高度发达，能否构建出一个虚拟人来代替真人进行医学试验？最近，nature就发表了一篇虚拟试药人相关的论文，由利兹大学领导，牛津大学、荷兰拉德堡德大学医学中心和比利时鲁汶大学的科学家共同展开的一项研究中，计算机模拟试验成功复制了三项真实临床试验（称为PUFS、PREMIER和ASPIRe），来评估一种治疗脑动脉瘤的血流导向装置（FD，也称密网支架）的效果。结果显示，用虚拟患者试验得到的结果与传统临床试验同样有效。基于对计算机模拟临床试验的理解和发展，研究人员首次使用医疗设备进行了虚拟患者试验。首先，研究人员要验证虚拟人是否可以复现常规临床试验的结果，其次，在成功复制的情况下，虚拟试验是否可以进一步实现常规临床试验中不易实现的探索性部分，从而为临床治疗提供新的思路和更大胆的做法。具体试验是用虚拟人来评估FD分流器的性能，分流器是用来治疗颅内动脉瘤的装置。FD是一种自我膨胀的网状支架装置，通过导管植入脑内的动脉瘤部位，它的功能是减少血液流入动脉瘤，促进血管内血栓的自然形成和血液凝固，最终导致动脉瘤完全消失。FD作用示意图在年第一次获得FDA批准后，超过,个病例接受了FDs治疗，这些设备彻底改变了颅内动脉瘤的治疗。临床试验和研究表明，流动分流对于许多类型的动脉瘤是一种安全和有效的治疗方法;然而，关于流动分流失败的一些问题尚未得到解决。PED是历史最悠久、研究最充分的FD。因此，科研人员基于FDs来设计整个试验，特别是PED，以确定FD-PASS是否能够复制和扩展近十年来在FDs设备上的临床试验和研究结果。FD-PASS试验的工作流程和步骤虚拟患者是根据真实的临床数据库开发的，也融入了解剖学、物理学、生理学和血液生化之间的相互作用，确保虚拟患者在年龄、性别和动脉瘤特征方面与真实血流导向装置临床试验中使用的患者高度相似，然后使用这些虚拟人来模拟治疗和干预措施的影响，最后保留了82例虚拟患者。研究人员通过计算机植入虚拟的分流器，然后生成膨胀网格，再通过颈动脉血流边界条件，模拟正常血压和高血压两种患者。然后，求解Navier-Stokes方程，来测量动脉瘤内血液平均下降速率(AMVR)，当AMVR35%时就可以认为动脉瘤闭塞成功。FD-PASS预测血压正常和高血压患者的阻塞率分别为82.9%和67.1%，AMVR35%说明是成功的。跟参考试验中患者被干预后6-12个月内的闭塞率，FD-PASS预测的闭塞率是基本一致的。在扩展方面，比如动脉瘤形态跟闭塞率有没有关系，大动脉瘤治疗之后会不会出现脑出血，都能用这些虚拟患者来试验。研究人员建了一个大型复杂动脉瘤的模型，FD-PASS试验结果表明会导致缺血性脑卒中，这对未来的治疗方案及病后恢复，都有非常大的指导意义。虚拟试药人能否解放职业试药人，给医学带来更多安全和惊喜，让我们拭目以待。现在很多地区都在建立城市的数字孪生，医生可以在其中测试药物和医疗设备，自动驾驶工程师可以在其中测试车辆，艺术品可以有新的数字生命，一个全新的数字虚拟世界正在走来。参考链接：
本文编辑：佚名
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