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团队创建软件以优化药物开发

2021-08-21 11:11:50

新药的开发是一个极其复杂的过程。从实验室研究到安全性和有效性测试,再到建立生产和获得监管部门的批准,整个过程可能需要长达十年的时间——而这仅适用于一种药品。协调如此漫长而复杂的过程,以确保它们最有效地利用资源并保证开发过程没有延迟,这是研发调度员的艰巨工作。

在多个项目中平衡数百名研究人员多年的优先事项可能是一个巨大的挑战。这就是为什么卡内基梅隆大学化学工程副教授 Chrysanthos Gounaris 和博士生 Hua Wang 和 Nikolaos Lappas 与礼来公司的研发 (R&D) 专家合作,利用他们在过程系统工程方面的专业知识来开发用于在礼来的合成分子设计和开发组织内规划研发活动的自动化决策支持系统。他们的工作发表在INFORMS Journal on Applied Analytics 上。

“礼来是一家大型全球制药公司,在任何特定时间开发数十种不同的治疗化合物,”古纳里斯说。“需要做很多科学工作来准备这些化合物以进行临床试验,收集必要的数据向 FDA 证明这些化合物对人类患者是安全有效的,以及设计有效的过程。最终的大规模制造。优化分配资源并确定何时应在公司投资组合中同时开发的所有不同资产中进行活动是一个真正具有挑战性的问题。这是过程系统工程师准备解决的独特问题。 ”

在大多数制药公司中,药物开发过程的规划决策是由经验丰富的研发人员做出的。当项目目标发生变化或变化时,正如他们在这个行业中经常做的那样,这些专业人士需要权衡不同选项的权衡并更新总体规划。但是,无论人类研发调度员的技能多么熟练,这些更新的计划往往偏向于满足与收到更新目标的项目相关的短期目标,而忽略了这些调整可能对公司投资组合产生的长期影响整个。

该团队创建的软件由两个主要部分组成,它们共同创建了一个功能性决策支持系统。第一个由礼来的科学家创建的界面组成,允许他们从自己的内部数据库中获取所有正在开发的各种产品的数据。第二,Gounaris 和他的学生开发了数学模型和相关算法来处理这些数据,并为整个产品组合确定最有效的研发计划。

为一家公司的整个投资组合规划研发时间表已经够难了——但是当该公司收购了现在必须纳入整体研发规划的外部资产时呢?

“如果像礼来这样的大型制药公司收购了外部资产,那么现在就由礼来的科学家来承担剩余的工作,并将这些额外的项目整合到他们现有的投资组合中,”古纳里斯说。“但即使只是几个新项目也可以打破整个调度和协调的平衡。这个新工具不仅可以帮助运行计算以确定扩展组合是否可行,还可以识别可能阻止的瓶颈事实并非如此,从而为管理层提供有关如何推进收购的见解。”

对礼来而言,实施这种全面的计划能力可能会改变成本和时间。除了提高研发的成本效率外,它还有助于降低无法满足重要临床试验或目标发布期限的风险。它还有助于改善礼来 (Eli Lilly) 科学家的时间管理,使他们能够更加专注于内部技术开发。

虽然该工具是与礼来合作创建的,专门用于他们自己的数据库,但 Gounaris 表示,它所基于的模型和算法也可以适应其他主要制药公司的研发流程。通过这种方式,可以定制该工具以满足任何制药研发组织的特定需求。

“我们这里的方法与‘项目调度’领域内更广泛的问题相关,这在许多行业中无处不在,”古纳里斯说。“它允许人们面对大范围的项目,以最佳方式分配资源,并对需要发生的各种任务进行排序,以满足项目绩效目标。”

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