在使用PBPK模型模板和PBPK模型独立实现时,对模拟的计算时间进行比较
Amanda S Bernstein1,2, Paul M Schlosser2, Dustin F Kapraun2
1Oak Ridge Institute for Science and Education, Oak Ridge, TN, United States.
Frontiers in toxicology
|March 6, 2025
概括
优化生理学基础药理动力学 (PBPK) 模型模拟涉及战略设计选择. 将体重视为常数,并减少状态变量,大大缩短了PBPK模型的计算时间.
科学领域:
- 药理动力学 药理动力学
- 计算毒理学计算毒理学
- 系统生物学 系统生物学
背景情况:
- 基于生理学的药理动力学 (PBPK) 模型对于预测体内的化学行为至关重要.
- 开发了一个PBPK模型模板,以简化各种PBPK模型的实施.
- 了解影响PBPK模拟速度的因素对于高效的毒理学评估至关重要.
研究的目的:
- 确定影响PBPK模型模拟计算时间的关键因素.
- 评估各种实施策略和模型特征对模拟性能的影响.
- 为优化PBPK模型设计以提高计算效率提供指导.
主要方法:
- 使用PBPK模型对二甲和进行了计时实验.
- 基于模板的和独立的PBPK模型实现在不同的暴露场景中进行了比较.
- 评估了参数处理 (恒定与时间变化) 和模型复杂度对计算时间的影响.
主要成果:
- 将体重视为常量参数,可将模拟时间缩短高达30%.
- 将状态变量数量减少36%,导致计算时间减少了20-35%.
- 输出变量的数量和条件语句的实现对模拟速度的影响最小.
结论:
- PBPK模型设计选择,特别是参数处理和状态变量减小,显著影响计算效率.
- 虽然基于模板的PBPK模型可能需要更多的计算时间,但它们的灵活性可以节省大量的人工时间.
- 这些发现有助于开发,改进和应用PBPK模型,以实现更快,更有效的模拟.
