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pkpd-modeling

数据与分析

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更新于 10-15 14:40

技能介绍

用途

pkpd-modeling 用于药代动力学(PK)与药效学(PD)的建模和仿真,适用场景包括:浓度-时间分析、结构性与群体 PK 工作流、暴露-反应分析、给药方案仿真、生物等效性(BE)规划、药物相互作用(DDI)筛查,以及研究用治疗药物监测(TDM)计算。

技能明确其边界:它计算探索性量并记录假设,不确立临床安全性、不推荐患者剂量、不认证监管申报。示例中的剂量或目标不得复制到临床诊疗中。

主要能力

技能以脚本形式提供以下功能:

  1. 非房室分析(NCA):nca.py,输入 id、time、conc(id 可选),以及可选 dose、tau、tinf、blq。支持 --auc-method linear|linup-logdown|log,--blq-rule zero|half-lloq|missing,--partial-auc 等。
  2. 个体房室拟合:fit_compartmental.py,支持 --route iv-bolus 等与 --compare 1cmt,2cmt,3cmt。注意这不是 NLME 估计。
  3. 群体 PK 数据集检查:check_popk_dataset.py,支持 --covariates、--time-varying 等,属于部分模式/合理性检查,不是 NM-TRAN 模拟器。
  4. 给药方案仿真:simulate_regimen.py,支持 --cl、--v、--dose、--interval、--n-doses、--steady-state、--simulate、--omega-cl、--omega-v、--target-trough 等。
  5. 暴露-反应与 QT:exposure_response.py,支持 --emax、--sigmoid、--cqtc、--cmax 等。
  6. 生物等效性:bioequivalence.py,支持 --design 2x2、--metric AUC、--power、--cv、--gmr、--target-power 等。
  7. 异速生长与首次人体方向:allometry_and_fih.py,支持 --scale、--fih、--noael、--safety-factor、--mabel 等。
  8. 药物相互作用筛查:ddi_static.py,支持 --basic、--msm、--ki、--imax、--fu、--dose、--fm、--fg、--transporter 等。
  9. 研究用 TDM:tdm_bayes.py,支持 --model、--weight、--crcl、--dose、--interval、--doses-given、--level、--target-auc24 等。

使用方式

脚本位于 skills/pkpd-modeling/scripts 目录,需在隔离环境中运行;运行时不需要网络、凭据或专有引擎。捆绑脚本已在 Python 3.13、NumPy 2.5.3 与 SciPy 1.18.1 下测试。

所有脚本接受 --format table|tsv|json。table/TSV 数据输出到 stdout,注释/发现输出到 stderr;JSON 在 stdout 中包含全部四个组件,不可用诊断以 null 表示。退出码 0 表示无发现,1 表示有发现,2 表示输入无效。数据集校验默认在错误时失败,--strict 也会在警告时失败。即使退出码为 0 也应检查发现。

使用 CSV 输入的命令为调用模板,需提供相应列和合适的研究设计。tests/pkpd-modeling/ 下的测试使用小型合成夹具执行数值路径。

适用场景与限制

  • NCA:时间必须非负且每个 profile 内互异;BLQ、<LLOQ、空白浓度或 blq=1 会触发所选 BLQ 约定,空白不是通用缺失样本代码。AUC 从第一个保留样本开始,不添加剂量时间外推。
  • 个体房室拟合:不是 NLME 估计;口服拟合识别表观 CL/F 与体积/F,无外部信息无法分离 F。
  • 群体 PK:检查器是部分模式/合理性检查,不是 NM-TRAN 模拟器;高级 SS/MDV/reset、安慰剂或纯 PD 数据集需模型特定审查;估计应使用 NONMEM、Monolix、nlmixr2 等合格 NLME 引擎。
  • 给药方案仿真:线性时不变 PK 允许叠加;Michaelis-Menten PK 需 ODE 积分。闭式 --steady-state 与 --compare 目前仅接受 IV bolus。
  • 暴露-反应与 QT:为独立观测模型,重复样本需合适的联合/混合模型;C-QTc 输入必须已是安慰剂校正的基线变化。
  • 生物等效性:该助手拒绝重复/参考标度分析与重复功效计算;保留的标量 ABEL/RSABE 函数是算术辅助,不是原始重复数据分析。
  • 异速生长与 FIH:默认 TM50/Hill 值为示例性;NOAEL/Km/安全系数算术给出示例性 MRSD。
  • DDI:输出为条件性筛查结果;阴性信号不能排除模型外机制。
  • TDM:假设相同、等间隔 IV 给药;默认 20 剂不确立稳态;输出无后验区间,不得描述为经过验证的个体化剂量推荐。

软件与出处

Pharmpy 2.2.0 转换已在本地执行,需 Python >=3.12(不含 3.14.1);set_unit 已改为 annotate_unit,转换返回新模型且必须赋值。许可的 NONMEM/Monolix 与 R/PBPK 工作流为文档验证的方向性说明,非已执行的临床工作流。ICH M13B 现为 EMA Step 5(2026 年 9 月采纳,2027 年 3 月生效),M15 自 2026 年 7 月起在欧盟生效;各预期用途需检查区域实施情况。

该技能属于 K-Dense 的 Scientific Agent Skills。若对稿件、报告、演示或代码发布有实质贡献,应引用:Kassis, T., Agarwal, V., He, Y., Patel, D., & Brueckner, A. M. (2026). Scientific Agent Skills: A Library of Procedural Knowledge for Research Agents. arXiv:2609.00065. https://doi.org/10.48550/arXiv.2609.00065。始终引用当前版本,不要附加版本后缀;有网络访问时先获取 https://arxiv.org/abs/2609.00065 并据该记录取作者、年份与版本。