在过去十年中,整个医疗保健领域的数字化程度不断提高,彻底改变了医学研究、诊断学和治疗学。这种数字化导致消费者、研究人员和提供者在开发和采用数字健康技术 (DHT) 方面取得了快速进步,从而能够在传统临床环境之外收集与健康相关的数据。
随着医疗保健向数字化的转变,“数字生物标志物”一词越来越多地用于描述广泛的测量结果。目前在科学文献中报道了术语数字生物标志物的多种定义,有些似乎将生物标志物的既定定义与临床结果评估 (COA) 混为一谈。
生物标志物和临床结果评估衡量的是不同的概念,两者都有助于理解某种疾病对患者的影响。例如,用于治疗心力衰竭患者的研究产品可以通过测量心脏输出量(左心室射血分数)的生物标志物以及通过 COA 进行评估,COA 是对患者感觉的主观测量(堪萨斯城心肌病问卷)。
混淆这些术语可能会妨碍医疗产品开发商和监管机构之间的沟通和证据期望。因此,术语数字生物标志物的明确定义可能会促进 DHT 在医疗产品评估中的有效使用,从而可能增加患者获得安全有效医疗产品的机会。
此外,随着医疗保健数字化的最新进展,检测非生物外部因素(例如花粉计数等环境特征)的能力提供了识别预测因素和对健康影响的机会,这将需要在未来系统地开发科学证据。
所以,我们的目标是:
(1) 使“数字生物标志物”的含义与既定的生物标志物术语保持一致,从而实现证据生成和评估的一致性;
(2) 强调改进未来数字生物标志物科学证据评估的机会。
如下是我们关于“数字健康技术 (DHT) ”的定义:“将计算平台、连接、软件和传感器用于医疗保健和相关用途的系统。这些技术用途广泛,从支持一般健康的应用程序到医疗设备应用程序,例如提醒远离阳光以限制紫外线照射的应用程序。它们包括旨在用作医疗产品的技术,例如提供认知行为疗法的数字疗法、使用消费技术安装助听器的医疗产品,或作为其他医疗产品(即设备、药物和生物制品)的辅助手段) ,例如提高治疗依从性的应用程序。它们也可用于开发或研究医疗产品”。
正如美国食品药品监督管理局(FDA)和国立卫生研究院生物标志物工作组制定的生物标志物、临床试验终点和其他工具(BEST)术语表的定义,生物标志物是“一种定义的特征,作为正常生物过程的指标进行测量、致病过程或对暴露或干预的生物反应,包括治疗干预” (例如,血压)。
根据这一定义和指导文件,FDA将数字生物标志物定义为从数字健康技术中收集的一种特征或一组特征,可作为正常生物过程、致病过程或对暴露或干预(包括治疗干预)的反应的指标进行测量。
在数字生物标志物定义中使用“特征或特征集”源于从一个或多个数字健康技术(DHT)同时派生一个或多个生物标志物的能力。在某些情况下,可以同时从多个数字健康技术(DHT)中收集和合并宿主和疾病或医疗状况的特征,以获得生物标志物。
这种从数字健康技术(DHT)中获得生物标志物的能力可以潜在地提供额外的背景,以丰富人群的正常值,患者特定的基线值,并评估与医疗保健应用相关的健康状态变化。
来自已发表文献和假设案例的数字生物标志物示例
许多数字健康技术(DHT) 应用程序已在同行评审的文献中发表。下方表1所示的这些示例强调了生物标志物是如何被概念化或使用的。本文中强调的例子可能已经或可能没有足够的证据来证实其是符合监管要求的。为了进一步阐明数字生物标记物和不同类型临床结果评估(COA)之间的区别,表2突出显示了通过测量或监测个人在智能手机屏幕上点击就能评估不同类型的个人健康功能的措施特点。
诊断生物标志物。一种生物标志物,用于检测或确认感兴趣的疾病或病症的存在,或用于识别患有该疾病亚型的个体。
从可穿戴设备上的光学传感器中提取的心血管特征的分类算法,用于识别心房颤动。
药效学/反应生物标志物。一种生物标志物,用于表明接触过医疗产品或环境因素的个体发生了生物反应。腕戴式 DHT 可以收集加速度计数据并使用该数据来检测响应于药理学试剂的生理变化(例如,震颤和运动迟缓)。马哈德万等人研究了它在评估帕金森病患者对左旋多巴的反应中的效用。
监测生物标志物。反复测量的生物标志物,用于评估疾病或医疗状况的状态,或作为暴露于(或影响)医疗产品或环境因素的证据。一种基于加速度计的传感器设备,可收集有关胸部和肢体运动的数据以测量亨廷顿舞蹈病患者的步态
数字生物标志物。让研究参与者完成智能手机上的结构化点击练习,以测量点击的位置和点击之间的时间延迟,以识别神经系统疾病早期征兆的信号。
COA——绩效成果。要求研究参与者在智能手机上完成结构化的点击练习,以衡量研究参与者的功能能力。
COA – 患者报告的结果。身体机能问卷,询问研究参与者日常生活中与手相关的活动。
COA – 临床医生报告的结果。临床医生观察研究参与者完成手部练习并对参与者的表现进行评分。
COA – 观察员报告的结果。生活伴侣报告配偶做某些手相关功能的观察。
注意:这些是理论上的例子。在没有对分析和临床证据进行适当评估的情况下,作者并未断言用手点击可以衡量手部功能/灵巧性。
近年来,对数字健康技术(DHT) 的信心不断增强,导致消费者、研究人员和提供者越来越多地采用这些技术,以帮助更好地了解传统临床环境之外的医疗保健。
数字健康技术(DHT) 的创新一直由传统(学术和工业)和非传统(消费电子)制造商引领,旨在推动医疗保健的未来。
数字健康技术(DHT) 支持的医疗保健领域的快速进步使得从用户的自然环境中收集连续的健康数据成为可能,而这曾经受到访问临床设施的需要的限制。
此外,这种对数字生物标志物含义的澄清与 BEST 词汇表中的生物标志物定义一致,并被 FDA 使用。
很明显,持续的开发、访问、数字生物标志物的采用取决于整个医疗保健生态系统的协同工作,一致使用此处描述的数字生物标志物的定义将有助于改善对医疗产品开发至关重要的沟通。
除了生物标志物外,识别其他外部因素(例如环境)对人的健康的影响也很重要。经过科学验证的与人的健康有临床关联的外部因素,例如哮喘患者的当地花粉计数或光敏个体的紫外线指数,与数字生物标志物相结合,可以更深入地了解疾病和病症的触发因素,并可能为更及时的预防提供信息,诊断、治疗。
本文发布在NATURE上,由生活100编译。