这个例子展示了如何评估不同剂量的疗效和毒性SimBiology模型分析应用程序使用目标(受体)占用作为生物标记。这个例子使用了靶介导的药物处置(TMDD)模型[1]用细微的修改。
靶介导药物配置(TMDD)是一种药物与其药理学靶点(如受体或酶)高度亲和性结合的现象,这种相互作用反映在药物的药代动力学特征中。
这个示例使用了一个基于Mager和Jusko使用的模型的修改过的TMDD模型[1]稍作调整。作者提出了一种通用的TMDD模型,该模型解释了饱和药物靶结合和靶(或受体)介导的消除。药物
在等离子体
可逆地与未绑定的绑定目标
形成药物靶点复杂的
.今敏和考夫分别为缔合速率常数和离解速率常数。间隙的自由药物
和复杂的
从等离子体
由一阶过程描述,速率常数为凯尔和公里,分别。自由目标周转率用零级合成速率来描述ksyn一阶消去(速率常数,kdeg).自那以后,TMDD模型的变体被用来描述许多药物的药代动力学。
对Mager和Jusko提出的模型进行的调整如下:
目标入住率(来)的模型为来=复杂的/(目标+复杂的)
,在那里来为参数,且复杂的和目标是物种。
调查目标占用率的模型响应(来)。
在MATLAB®命令行,加载模型(m1通过输入:
sbioloadprojecttmdd_with_TO.sbproj
打开SimBiology模型分析应用程序通过输入simBiologyModelAnalyzer
在命令行或单击SimBiology模型分析在应用程序选项卡。
在首页选项卡上,选择模型>从MATLAB导入模型
.选择TMDD.
首先,创建一个程序来生成从0到300纳米摩尔的不同剂量的剂量阵列。
选择程序>生成样本.
在生成样本步骤,双击下面的空单元格组件名称并输入每日剂量。量.
下每日剂量。量
,设置类型来MATLAB代码
,并设置代码来linspace(0300年,31)
.该代码指定了31种剂量的生成,剂量范围从0到300纳米摩尔。
点击plot按钮,禁用绘制剂量样品,如图所示。
添加一个模拟步骤,以使用定义的剂量模拟模型。点击程序左上方的(+)图标并选择模拟.一个模拟步骤出现在生成样本的一步。
在模型一步,单击州日志.选择来通过清除所有其他复选框,将其作为唯一要记录的状态。
在首页选项卡上,单击运行.
一旦模拟完成,程序就会把结果绘制出来Plot1,显示模型响应的时间过程(来)。
提示
绘图由当前在应用程序工作区中的数据支持。情节不是快照。当数据(无论是实验数据还是模拟结果)被删除或更改时,绘图也会根据底层数据的变化进行更新。
调查哪些剂量与来在安全范围内的反应(= 0.85
)及功效(= 0.15
)阈值。一种方法是添加两条(水平)阈值线到来响应图。
在首页选项卡,项目部分中,点击新的数据表.
在浏览器窗格中,展开Program1文件夹,然后展开LastRun文件夹中。
拖结果进入新的数据表。数据表显示时间和来列及其相应的值。
指向表格并通过单击右上角的(+)图标添加表达式。
请注意
在数据表中添加表达式时LastRun,该表达式被添加为可观测的
对象指向模型。此外,后处理:计算可见步骤也被添加到生成LastRun数据。
双击Name1重命名它EfficacyThreshold.
双击单位并输入无量纲的
.
双击表达式细胞和输入0.15
.表达式为每个时间点用相同的常量值(0.15)填充列。
同样,添加另一个表达式列,名为SafetyThreshold与表达0.85
.扩大结果在LastRun文件夹中。这两个表达式列中的值是标量值可见
现在存储在名为标量下结果.
现在可以绘制最大和最小阈值以及模拟数据。在首页选项卡上,单击新的剧情.
新闻Ctrl并选择来,EfficacyThreshold,SafetyThreshold变量的浏览器窗格。把他们拖进情节。现在的图显示来以及有效性和安全性阈值线。
情节表明了这一点来反应要么超过安全阈值,要么低于有效阈值。为了更好地可视化观察,您可以自定义图,以看到每个剂量和相应的来不同坐标轴上的响应。
在属性编辑器,在视觉通道表,设置反应来颜色
和场景来网格
.
点击情节的设置.为情节YLabel,输入来
的价值。
在轴的限制部分中,选择连接轴在标签上显示同一组标签y-axis用于所有子图。
除了在单独的坐标轴上目测每个响应图外,您还可以添加一个后处理步骤来查询哪些剂量量停留在阈值之内。
单击Program1选项卡。在后处理:计算可见步骤中双击第一个空单元格的名字列和输入:stat1
.
在表达式列中,输入max(TO) < 0.85 & min(TO) > 0.15
.设置单位无量纲的
.
请注意
任何时候你把一个表达式加到可见表中,表达式将自动添加为可观测的
对象指向相应的模型。
选择stat1
作为唯一可观察到的。清晰的EfficacyThreshold
和SafetyThreshold
.
评估stat1
,单击上方的运行按钮来运行模拟步骤模拟的一步。
运行程序步骤生成如下图。通过单击显示x网格和y网格这两个在网格部分。的x-轴表示剂量y-axis表示剂量是否产生a来在安全性和有效性阈值内(值为1)或不在阈值内(值为0)的响应。
这张图显示了剂量范围从50
来180
nanomoles提供来在预期疗效和安全阈值内的反应。
simbiology
|可观测的
|SimBiology模型分析
Marger, D.和W. Jusko. 2001。显示靶介导药物配置的药物的一般药代动力学模型。药代动力学和药效学杂志.28日:507 - 532。