计算机建模和仿真新方法 在FDA监管科学中的应用（上）

　　“开发新工具、新标准、新方法以研究FDA 所监管产品的安全性、有效性、质量、毒性、性能及其对公众健康影响的科学。” —美国食品药品管理局（以下简称FDA）对“监管科学”的定义。

　　近年来，FDA致力于深入研究能为公众健康带来价值的新工具和新方法。计算机建模和仿真作为一种能在保证产品安全性和有效性的前提下加速产品上市、减轻行政相对人临床试验负担的新工具、新方法，正被FDA所持续关注、研究并加以推广应用。

　　FDA公布的2018年战略政策路线图（FDA’s 2018 Strategic Policy Roadmap）中有多项工作与此方法相关。FDA下属的器械和放射健康中心于2017年发布了优先开展监管科学研究的十项内容，其中一项即为“发展计算机建模技术，为监管决策提供支持”。

　　目前，FDA已建立起计算机建模和仿真工作组，深入研究此方法在监管科学中的应用。

　　计算机建模和仿真工作组简介

　　FDA的主要工作职能由以下5个办公室承担：食品及兽药监管办公室，全球监管运营及政策办公室，医疗产品及烟草监管办公室，运营办公室和政策、规划、立法及分析办公室。此外，FDA还设立了7个专员办公室，分别为：首席科学家办公室、妇女健康办公室、少数族裔健康办公室、执行秘书处办公室、局长顾问办公室、实验室科学与安全办公室、对外事务办公室。

　　其中，首席科学家办公室主要负责促进创新技术的开发和利用，推动监管科学发展，并解决有关FDA监管产品的重要公共卫生问题等。该办公室支持了十余个工作组的研究工作，计算机建模和仿真研究工作组即为其所支持的工作组之一。

　　计算机建模和仿真工作组（以下简称工作组）为跨部门工作组，有近两百名专家参与其中。这些人员分布在药物评价研究中心、器械和放射产品健康中心、烟草制品中心等不同机构中。其中，来自药物评价研究中心、器械和放射产品健康中心的专家人数最多，分别为65名和48名（见表1）。工作组的主席目前由器械和放射产品健康中心的两位专家担任。

　　工作组的主要任务包括：提高对计算机建模和仿真方法的认识，推动监管科学发展；加强不同机构对此方法的交流，围绕这一目标开展国内与国际合作；促进此方法在FDA内部不同机构间的审评一致性及相应的决策支持；同时，工作组作为FDA在该领域及其他新兴领域中的科学支撑而存在。

　　工作组还组建了若干个兴趣组，涉及风险评估、大数据、统计、动力学、化学、物理领域（见表2）。每个兴趣组均由2~3名组长负责组内工作。

　　此外，工作组设立执行机构，具体负责各项工作，包括：制定交流计划，统筹内部机构间及与外部相关机构的交流，并探讨此方法的应用前景；发布FDA在计算机建模和仿真领域的白皮书，其中涉及此方法应用的成功案例、当前挑战及前景；参与美国机械工程师协会对仿真控制和可信度准则的制定和完善工作，并进行相关基础性研究。

　　目前，工作组已开展了多次国内外交流与合作，已加入美国国立卫生研究院(NIH)发起的建模和分析组织，并于2017年与欧盟相关机构开展交流，提升双方对计算机建模和仿真方法的认识，并达成初步共识。

　　计算机建模和仿真新方法的前景

　　计算机建模和仿真新方法在FDA战略计划中具有非常重要的作用，目前已被应用于多个领域。

　　其具体应用领域包括：通过定量结构活性关系模型〔(Q)SAR模型〕预测化学药物的风险；通过建立细胞、组织和系统的计算机模型，较好地预测医疗产品的安全有效性；通过建立虚拟病人模型来测试医疗产品；通过计算机模型模拟临床试验方法，以显示治疗效果、患者特性及疾病变量的内部关系；作为知识构建工具被应用于数据挖掘、可视化研究、高通量方法（蛋白结构学）等的研究中。

　　目前，虽然FDA用来评价产品安全有效性的主要方法仍为实验室模型、动物模型和临床数据三类，且计算机建模和仿真方法的应用比例与其他方法相比仍不高，但据FDA预测，此方法与虚拟病人技术相配合的应用将会快速发展，未来，这一方法将成为评价医疗产品的主要方法。

　　（作者单位：国家药品监管局医疗器械技术审评中心审评一部）