數字療法在慢性病管理中的應用

羅藝,劉姍姍,曾強

中國人民解放軍總醫院第二醫學中心健康醫學科,國家老年疾病臨床研究中心,北京 100853

慢性病是導致全世界人群死亡的主要原因。據世界衛生組織報道,各種慢性病患者占全球死亡人數的近60%[1]。慢性病的診斷、預防、管理和治療,隨著可擴展性、有效性、可及性和個性化方法的數字科學技術進步得到了改善。數字療法(DTx)使用基于證據、臨床評估、基于技術的軟件算法或應用程序直接向患者提供醫療干預,以促進疾病管理,這使得DTx成為慢性病預防管理有前途的解決方案[2-4]。本文以糖尿病數字療法為例,對DTx技術在慢性病管理中的潛力、前景和挑戰做一簡要概述。

1 DTx

1.1 DTx的定義 國際數字療法聯盟給出的DTx定義是“有循證基礎的、經臨床驗證過的用于治療、管理和預防疾病的軟件”[5]。DTx在現有傳統的藥物治療、非藥物治療(手術、放射和物理治療)及心理行為治療方法外,提供一種全新的治療方法選擇。DTx作為軟件應用程序(App),主要是通過改變患者的生活方式和行為來治療疾病,發揮與常規藥物防病治病等同或類似作用,也可與其他藥物/器械聯合使用增強療效。DTx不僅僅可作為傳統治療的補充手段,還開創了一個全新的治療手段。因此我們可以把DTx視為“數字藥”,其本質上是一種與傳統藥械一樣受到嚴格監管的特殊“藥品”,只是以軟件App的形式出現。

1.2 DTx的特點 DTx直接面向患者,是以循證醫學為基礎的治療干預,通過由高質量的軟件程序所驅動來治療、管理或預防醫學問題或疾病,優化患者護理及健康成果,它可被獨立使用,或是與藥物、設備或其他療法聯用。DTx的顯著特點就是基于臨床證據證明了自身臨床的安全性和有效性,并通過了藥監部門的認證審批。

DTx是數字健康的一個子集,通常與人工智能(A.I.)技術和機器學習系統相結合。它們正在成為一種新的治療選擇,并被應用于各個領域,包括2型糖尿病、高血壓、慢性呼吸系統疾病、肥胖、失眠、阿爾茨海默病、各種類型的癡呆或成癮(吸煙、酒精、毒品)、焦慮、抑郁、自閉癥、學習障礙和注意力缺陷等。

1.3 DTx與健康管理類App的區別 DTx和健康管理類App都是軟件應用程序,DTx屬于醫療服務,面對的對象多為一種疾病,可以向患者直接提供醫療干預,但需經過嚴格的測試,并遵守和傳統醫療試驗相同的證據標準,服從醫療機構的監管要求。DTx通過真實世界證據的收集和分析,獲得循證、安全的治療價值,可以預防、管理、治療疾病,或是改善健康狀況。健康管理類App面對的對象為多個健康問題,具有服務范圍廣泛、目標明確、覆蓋人群較多、信息全面等特點,多為主動式的健康管理行為,與追蹤健康、生活方式管理等相關,并且隨著人們對健康的重視而不斷加強使用。健康類App滿足應用商店最低技術要求即可,不需要通過臨床證據來證明其管理效果,不受醫療機構的監管,人們可以自行訂閱使用[6]。

1.4 DTx的分類 DTx的分類有多種,可以按照功能、使用方式、適應證、原理等分類。DTx既可以單獨使用,也可以與藥物、醫療器械或其他療法聯合使用,旨在優化醫療效果、使健康受益。DTx根據行業核心原則,按照主要用途可分為預防、管理、治療三大類(表1)[7]。

表1 數字療法三類產品的功能特點對比

1.5 具備哪些特征的慢性疾病能夠做成DTx DTx的臨床適應證包括發病機制不明、藥物療效有限、需長期定期進行醫療干預的病種。慢性病管理類DTx產品包括糖尿病管理、冠心病管理、高血壓管理、慢性呼吸系統疾病管理以及腫瘤并發癥管理等。

DTx的適應證具有以下特征:(1)疾病發展周期長,需要長期管理的慢性疾病。如心腦血管疾病、慢性呼吸系統疾病、糖尿病、肥胖、失眠、精神心理和神經系統等為代表的一組疾病,具有病程長、病因多、并發癥嚴重等特點。(2)這種疾病的治療干預措施較多,尤其是院外的干預。除了傳統的藥物和器械治療,還有其他媒介,如信息(App上的文字、圖片、視頻)、物理因子(聲音、光線、電流、磁場及其組合),這些干預措施適合做成軟件形態或者軟硬件一體。(3)這種疾病要有明確的臨床指南路徑,即有循證依據,而不是經驗醫學。數字療法產品的開發應該遵循相同的臨床指南,將傳統由人工提供的服務變成數字化產品。(4)患者對藥物的依從性或自我管理水平較低的疾病,例如糖尿病、心理健康疾病、慢性呼吸系統疾病等服藥依從性較低,并且過度依賴患者的回憶描述來做治療決策。(5)內科疾病為主,外科疾病為輔。DTx匹配的適應證以內科疾病為主,強調以無創的方式治療,如精神類疾病、運動系統疾病等。外科疾病為輔,主要針對手術后的康復管理和不良反應管控,如腫瘤化療不良反應等。

2 DTx與糖尿病管理

2.1 DTx在糖尿病管理領域中的應用 美國糖尿病協會不僅建議對具有相關危險因素的個體進行糖尿病前期和2型糖尿病(T2DM)篩查,并對所有≥45歲的個體進行定期監測,而且還建議生活方式干預,以及糖尿病自我管理教育和支持,以預防或延緩T2DM的發展。在這種情況下,建議使用技術輔助干預措施來預防T2DM[8-9]。

專注于糖尿病前期、1型糖尿病和T2DM管理的DTx模型通過自我護理、藥物依從性和血糖控制的定期臨床監測來管理不同的糖尿病發展階段,從而提供有效的疾病管理。這些基于已建立的DTx模型干預措施結合了患者的積極參與、行為干預和來自專業醫療人員的實時反饋,以實現血糖控制,并可以改變與T2DM發病相關的危險因素[10-13]。

2.2 已開發的糖尿病DTx產品 糖尿病DTx產品目前主要分為監測跟蹤類、智能操作類、閉環管理類,三者是遞進關系,也是隨著糖尿病DTx不斷推進,而呈現的由低級向高級的形態演變。并且多項研究顯示,DTx在糖尿病管理中具有顯著效果。Chawla等[14]通過Phable Care開發的DTx對印度T2DM患者進行12周前瞻性單臂干預研究,發現與標準藥物一起使用時,DTx干預可顯著降低在T2DM患者中糖化血紅蛋白、空腹血糖水平。Bollyky等[15]使用Livongo提供DTx工具,通過遠程生活方式指導,發現可改善T2DM患者的血糖和減肥。Fundoiano-Hershcovitz等[16]使用Dario數字平臺跟蹤269例T2DM患者的血糖水平,為糖尿病的DTx干預方法提供了理論基礎。韓國Lee等[17]使用EMR集成的移動應用程序設計了一個糖尿病管理iCareD系統,研究顯示該系統在血糖控制方面顯示出短期療效,并且參與者對使用iCareD系統表現出很高的依從性。

2.3 糖尿病DTx的應用價值 已經有很多的研究證實DTx可以改善糖尿病管理[18],并且有可能支持糖尿病患者進行自我管理并促進生活方式的改變[19]。糖尿病DTx應用于患者、醫生、藥械企業以及醫保、商業保險機構,都具有積極意義。

(1)對于糖尿病患者的應用價值:密切觀察病情的變化,對血糖狀態進行即時評估,改善血糖控制水平,促進有效監測和及時干預,減少經濟負擔[20],提高生活質量,擴大了服務的可及性,增加了治療方案的選擇性,提升了治療的依從性、參與度和滿足感[21]。

(2)對于醫生的應用價值:提高了工作效率,借助糖尿病數字化管理軟件和智能硬件對糖尿病患者血糖水平、用藥情況進行連續跟蹤,提升對糖尿病患者的治療效果和臨床服務水平;為科研提供了更多的真實世界數據,加深了對于糖尿病的理解和認識,協助臨床學術研究。

(3)對于醫療保險、藥械企業的應用價值:通過提升對糖尿病人群的疾病管理水平,減少并發癥發生,降低糖尿病醫療干預成本,從而減輕醫保負擔和商保賠付。提升糖尿病相關藥械產品的復購率,對于藥械企業延伸和整合服務鏈條,具重要助推作用。

2.4 糖尿病DTx的局限性和障礙 盡管有各種各樣的糖尿病DTx正在使用或研究,但廣泛采用DTx仍然存在障礙。其中一些可能與糖尿病患者的自身主動性、對個人利益的看法、經濟、安全或數據隱私有關。此外,需要更多關于臨床試驗有效性的數據,以支持基于證據的糖尿病DTx使用[22]。糖尿病患者的健康教育程度是有效實施的另一個考慮因素,在一項研究[23]中,新診斷為T2DM符合條件的患者中只有不到25%的人報告說接受了糖尿病自我管理教育,這也表明一部分人群沒有機會得到糖尿病DTx的服務。

雖然DTx模型被證明可有效改善糖尿病患者的健康狀態,但需要綜合評估其在不同病程條件下的治療潛力。它們對非常規生活方式(例如夜班工人)、共存代謝紊亂和糖尿病并發癥管理的患者的療效將決定此類干預措施的長期成功。

DTx的使用需要患者在管理糖尿病方面具有一定的經驗,需要注意潛在的不良反應(例如過度積極的患者發生低血糖的風險),包括病情緩解在內的長期益處、經濟性和相對于傳統療法的潛在益處。

3 DTx的發展機遇與挑戰

近幾年數字技術正快速進步,數字健康化滲透到了醫療領域的方方面面。對于DTx來說,也是一種醫療器械,對患者的病情確認、發展、預后等起著至關重要的作用。目前DTx在臨床試驗的設計上有很大的差異性,且沒有統一的行業標準。在同一病種的DTx中,部分產品執行隨機對照試驗,部分產品實施單臂實驗;入組人數也差異極大,有的入組人數僅數十人,有的入組人數達到數千人。同時,臨床終點的設置也各有不同,實驗過程管理同樣尚無統一的標準,缺少足夠的高質量證據。并且實驗過程中要注意倫理方面的問題,比如測試的透明性、公平性等。

DTx技術本身也有必須考慮的局限性?；颊弑仨氂幸欢ǖ囊庠甘褂眠@些技術,并且患者需要具備使用這些工具的技能。在整個過程中,應注意數據獲取和生成過程的準確性和可重復性;實時地,或會話后批量收集和上傳數據過程的可靠性;應注意數據安全問題,患者數據收集、存儲或傳輸的安全,軟件的漏洞和安全認證,患者和終端用戶隱私信息;應注意DTx產品的更新迭代,算法中的活性成分變化和修正?？紤]到有些人可能無法持續訪問互聯網,離線使用應用程序的選擇也將是必不可少的[24]。

監管是阻礙DTx迅速崛起和發展的另外一大挑戰。技術的發展速度比必要的臨床審批法律的出臺速度要快得多。然而,法規是DTx能否成功應用的關鍵先決條件,必須推動法規環境實現現代化,跟上數字創新的步伐。DTx的監管方式與藥物管制不同,因為DTx是動態的,在不斷學習。DTx的軟件特性同傳統器械有著極大的不同,無法套用傳統醫療器械的審批流程。如何規范DTx的審批及認證,如何確立DTx的安全性和有效性,如何推動產業創新并為患者帶來收益的醫療產品是當今DTx在監管層面面臨的三大挑戰。從最早的醫療服務數字化,到如今數字化進入疾病干預的核心流程——DTx,我國亟須對DTx有明確規范的監管機制。

4 總結

滿足臨床需求是DTx產品研發的出發點和最根本目的。無論是發病機制復雜、藥物療效欠佳的精神類疾病,還是糖尿病、高血壓等無法通過藥物得到根治的慢性疾病,前者需要專業醫護提供心理干預,后者需要進行包括生活方式干預在內的多層級管理。這都需要對患者進行教育,并要求患者具有較高的依從性和主動性,這正是DTx發揮彌補傳統藥物治療局限作用而發揮創新治療和管理作用之處。

自新型冠狀病毒感染大流行以來,DTx的重要性引起了更多關注,它可以減少醫院的過度擁擠并鼓勵保持社交距離。DTx對慢性病患者藥物治療依從性、生活方式、營養、運動鍛煉、減壓等因素進行及時干預,從而為病情帶來明顯改善。進一步探索明晰DTx產品的安全有效表征、質量控制要求以及完善對其全生命周期監管對DTx的應用和普及有重要意義。所以,政府機構、醫療機構,以及研究院所、相關企業,都應特別關注DTx這一新技術,抓住當前DTx的發展機遇,努力助推我國DTx產業的進一步發展。