Insights sobre Biossimilares e Aprendizado de Máquina em Reumatologia
Pesquisas sobre biossimilares e aprendizado de máquina revelam novos padrões de resultados para os pacientes.
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Índice
Medicamentos biológicos são remédios especiais usados pra tratar doenças que afetam o sistema imunológico, principalmente doenças reumáticas inflamatórias. Essas condições podem causar dor e inchaço nas articulações e impactar a saúde geral. Os medicamentos biológicos são importantes porque frequentemente ajudam os pacientes a se sentirem melhor e melhoram a qualidade de vida deles. Porém, um dos principais desafios com esses medicamentos é o custo alto. Pra resolver isso, existem versões semelhantes chamadas biossimilares, que funcionam como os medicamentos originais, mas geralmente são mais baratos.
O Que São Biossimilares?
Um biossimilares é um medicamento que se parece muito com um medicamento biológico já aprovado. Antes de um biossimilar poder ser vendido, ele tem que mostrar que é parecido em termos de qualidade, segurança e eficácia com o medicamento original. O processo pra aprovar biossimilares envolve testes rigorosos pra garantir que eles funcionem tão bem quanto os produtos de referência. Agências regulatórias na Europa e na América analisam esses estudos pra garantir que usar biossimilares seja seguro pra os pacientes.
É importante notar que os estudos feitos pra aprovação costumam acontecer em ambientes controlados, que podem não representar totalmente a diversidade da população de pacientes vista na prática clínica do dia a dia. Isso torna o monitoramento contínuo dos biossimilares crucial, já que permite coletar mais dados da vida real sobre a eficácia deles e quaisquer efeitos colaterais potenciais.
O Campo em Evolução da Reumatologia
Na reumatologia, há uma necessidade constante de melhores maneiras de diagnosticar e prever resultados pra pacientes com doenças inflamatórias. Métodos tradicionais de Análise de Dados dos pacientes através de modelos estatísticos deram algumas percepções sobre a progressão da doença. No entanto, tecnologias mais novas, como Aprendizado de Máquina, estão começando a mudar como a pesquisa e o tratamento são abordados.
O aprendizado de máquina usa algoritmos pra analisar dados e pode encontrar padrões que podem ser perdidos com métodos tradicionais. Na reumatologia, essas técnicas podem ajudar os médicos a identificar quais pacientes têm mais chances de experimentar certos resultados. Isso é especialmente importante ao lidar com dados desbalanceados, onde algumas condições são mais comuns que outras.
Desafios com Métodos Tradicionais
Modelos estatísticos convencionais às vezes têm dificuldade quando enfrentam dados desbalanceados. Por exemplo, se uma condição reumática específica ocorre em apenas uma pequena porcentagem de pacientes, os modelos tradicionais podem ignorar esses casos. Isso pode levar a diagnósticos errados e atrasos na recepção do tratamento certo.
Pesquisas mostram que muito poucos pacientes, cerca de 7%, têm experiências negativas após mudar pra um biossimilar. Métodos tradicionais podem não identificar esses pacientes de forma eficaz porque geralmente assumem que a condição da maioria é a norma. Pra melhorar a detecção desses casos raros, há uma necessidade de modelos de aprendizado de máquina especializados projetados pra lidar com dados desbalanceados.
O Que Estudamos
Na nossa pesquisa, analisamos como diferentes modelos de aprendizado de máquina poderiam prever quando um paciente com uma doença reumática poderia experimentar agravamento dos sintomas após mudar pra um biossimilar. Nós focamos em identificar quais fatores contribuem pra esse agravamento e quais poderiam levar à remoção do medicamento. Isso envolveu analisar dados de pacientes que mudaram pra biossimilares ao longo de um certo período.
Design do Estudo
Fizemos um estudo observacional envolvendo pacientes com diferentes tipos de doenças reumáticas inflamatórias que mudaram de seus medicamentos biológicos originais pra biossimilares. Nossa coleta de dados aconteceu ao longo de vários meses, focando em quem recebeu tratamento e foi acompanhado em intervalos regulares.
Os pacientes incluídos no estudo tinham várias condições, como espondiloartrite e artrite psoriática. Coletamos informações sobre suas características demográficas, os biossimilares específicos usados e a atividade geral da doença em diferentes momentos. Isso nos permitiu entender quão eficazes foram as trocas e se algum paciente experimentou agravamento dos sintomas.
Métodos de Análise de Dados
Pra analisar os dados, usamos várias técnicas de aprendizado de máquina que conseguem lidar com conjuntos de dados desbalanceados. Exploramos diferentes métodos, como oversampling (replicando instâncias de classes minoritárias) e undersampling (removendo instâncias de classes majoritárias) pra balancear os dados.
Calculamos métricas importantes, como o F1-score, que mede a capacidade do modelo de identificar corretamente os pacientes que pioram, e o ROC AUC, que mostra o desempenho geral do modelo. Isso ajudou a determinar quais modelos de aprendizado de máquina eram os melhores em prever condições de agravamento ou a necessidade de remoção do medicamento.
Principais Descobertas
Da nossa análise, encontramos associações entre vários fatores e Resultados dos Pacientes. Por exemplo, identificamos que pacientes que não tinham atividade da doença em 16 semanas tinham mais chances de ver um agravamento dos sintomas se trocassem pra um biossimilar. Além disso, a idade se destacou como um fator relevante pra entender por que alguns pacientes experimentaram atividade após 24 semanas.
Além disso, descobrimos que certas características podem indicar uma maior probabilidade de remoção de um biossimilar. Por exemplo, aqueles sem otimização de tratamento e com níveis específicos de atividade da doença eram mais propensos a ter seus biossimilares retirados.
Resultados e Insights dos Pacientes
Através do nosso estudo, percebemos que muitos pacientes precisaram parar de usar o biossimilar devido à falta de eficácia ou agravamento dos sintomas. Curiosamente, essa porcentagem foi maior do que o que é comumente relatado em outros estudos. No entanto, notamos que a maioria dos pacientes não experimentou efeitos adversos significativos, reforçando a segurança geral dos biossimilares.
Por Que Aprendizado de Máquina Importa
Usar modelos de aprendizado de máquina oferece vantagens significativas ao analisar dados de pacientes. Essas técnicas avançadas podem detectar padrões e relações que métodos tradicionais podem não captar. Por exemplo, enquanto métodos estatísticos padrão não revelaram uma relação forte entre atividade precoce e resultados futuros, a abordagem de aprendizado de máquina mostrou insights valiosos.
Ao reconhecer esses padrões, os profissionais de saúde podem adaptar melhor os planos de tratamento e estratégias de acompanhamento pros pacientes que usam biossimilares. Isso pode levar a um cuidado mais eficaz e melhor gerenciamento das doenças reumáticas.
Sugestões pra Pesquisas Futuras
Pra melhorar ainda mais nosso entendimento, propomos algumas estratégias pra pesquisas futuras:
Acompanhamento a Longo Prazo: Realizar estudos de acompanhamento prolongado em pacientes pode trazer mais insights sobre como os tratamentos funcionam ao longo do tempo e como as condições dos pacientes podem mudar.
Tamanhos de Amostra Maiores: Analisar dados de mais pacientes pode aumentar a precisão das descobertas. Um grupo de participantes mais amplo proporcionará uma melhor representação da população e ajudará a identificar resultados mais raros.
Colaboração entre Instituições: Trabalhar com outros hospitais e centros de pesquisa pode fornecer dados mais ricos que abrangem diversas demografias e condições, levando a estudos mais abrangentes.
Conclusão
Esse estudo marca um passo importante na utilização de aprendizado de máquina pra analisar o comportamento dos biossimilares no tratamento de doenças reumáticas. Nós descobrimos informações valiosas sobre como certos fatores influenciam os resultados dos pacientes ao mudar pra biossimilares. Ao aproveitar métodos avançados de análise de dados, temos o potencial de melhorar o cuidado dos pacientes e as estratégias de tratamento, beneficiando, em última análise, aqueles que vivem com doenças reumáticas inflamatórias.
Título: IMBALANCED MACHINE LEARNING CLASSIFICATION MODELS FOR REMOVAL BIOSIMILAR DRUGS AND INCREASED ACTIVITY IN PATIENTS WITH RHEUMATIC DISEASES
Resumo: ObjectivePredict long-term disease worsening and the removal of biosimilar medication in patients with rheumatic diseases. MethodologyObservational, retrospective descriptive study. Review of a database of patients with immune-mediated inflammatory rheumatic diseases who switched from a biological drug (biosimilar or non-biosimilar) to a biosimilar drug for at least 6 months. We selected the most important variables, from 18 variables, using mutual information tests. As patients with disease worsening are a minority, it is very difficult to make models with conventional machine learning techniques, where the best models would always be trivial. For this reason, we computed different types of imbalanced machine learning models, choosing those with better f1-score and mean ROC AUC. ResultsWe computed the best-imbalanced machine learning models to predict disease worsening and the removal of the biosimilar, with f1-scores of 0.52 and 0.63, respectively. Both models are decision trees. In the first one, two important factors are switching of biosimilar and age, and in the second, the relevant variables are optimization and the value of the initial PCR. ConclusionsBiosimilar drugs do not always work well for rheumatic diseases. We obtain two imbalanced machine learning models to detect those cases, where the drug should be removed or where the activity of the disease increases from low to high. In our decision trees appear not previously studied variables, such as age, switching, or optimization. Key points- This is a real-life study of a large number of patients with biosimilar bDMARDs. - Biosimilar drugs can be considered effective in rheumatic inflammatory diseases, as measured by ASDAS, DAPSA and DAS28. - The bDMARDs biosimilars are safe drugs with a low number of side effects. - After switching from the reference drug to a biosimilar drug, patients have a high withdrawal rate due to ineffectiveness. - Our machine learning model (imbalanced machine learning) is able to predict when drug withdrawal and disease activity occur.
Autores: David Castro Corredor, L. A. Calvo Pascual
Última atualização: 2023-09-11 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.09.10.23295335
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.09.10.23295335.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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