数字疗法在慢性病管理中的应用

罗艺,刘姗姗,曾强

中国人民解放军总医院第二医学中心健康医学科,国家老年疾病临床研究中心,北京 100853

慢性病是导致全世界人群死亡的主要原因。据世界卫生组织报道,各种慢性病患者占全球死亡人数的近60%[1]。慢性病的诊断、预防、管理和治疗,随着可扩展性、有效性、可及性和个性化方法的数字科学技术进步得到了改善。数字疗法(DTx)使用基于证据、临床评估、基于技术的软件算法或应用程序直接向患者提供医疗干预,以促进疾病管理,这使得DTx成为慢性病预防管理有前途的解决方案[2-4]。本文以糖尿病数字疗法为例,对DTx技术在慢性病管理中的潜力、前景和挑战做一简要概述。

1 DTx

1.1 DTx的定义 国际数字疗法联盟给出的DTx定义是“有循证基础的、经临床验证过的用于治疗、管理和预防疾病的软件”[5]。DTx在现有传统的药物治疗、非药物治疗(手术、放射和物理治疗)及心理行为治疗方法外,提供一种全新的治疗方法选择。DTx作为软件应用程序(App),主要是通过改变患者的生活方式和行为来治疗疾病,发挥与常规药物防病治病等同或类似作用,也可与其他药物/器械联合使用增强疗效。DTx不仅仅可作为传统治疗的补充手段,还开创了一个全新的治疗手段。因此我们可以把DTx视为“数字药”,其本质上是一种与传统药械一样受到严格监管的特殊“药品”,只是以软件App的形式出现。

1.2 DTx的特点 DTx直接面向患者,是以循证医学为基础的治疗干预,通过由高质量的软件程序所驱动来治疗、管理或预防医学问题或疾病,优化患者护理及健康成果,它可被独立使用,或是与药物、设备或其他疗法联用。DTx的显著特点就是基于临床证据证明了自身临床的安全性和有效性,并通过了药监部门的认证审批。

DTx是数字健康的一个子集,通常与人工智能(A.I.)技术和机器学习系统相结合。它们正在成为一种新的治疗选择,并被应用于各个领域,包括2型糖尿病、高血压、慢性呼吸系统疾病、肥胖、失眠、阿尔茨海默病、各种类型的痴呆或成瘾(吸烟、酒精、毒品)、焦虑、抑郁、自闭症、学习障碍和注意力缺陷等。

1.3 DTx与健康管理类App的区别 DTx和健康管理类App都是软件应用程序,DTx属于医疗服务,面对的对象多为一种疾病,可以向患者直接提供医疗干预,但需经过严格的测试,并遵守和传统医疗试验相同的证据标准,服从医疗机构的监管要求。DTx通过真实世界证据的收集和分析,获得循证、安全的治疗价值,可以预防、管理、治疗疾病,或是改善健康状况。健康管理类App面对的对象为多个健康问题,具有服务范围广泛、目标明确、覆盖人群较多、信息全面等特点,多为主动式的健康管理行为,与追踪健康、生活方式管理等相关,并且随着人们对健康的重视而不断加强使用。健康类App满足应用商店最低技术要求即可,不需要通过临床证据来证明其管理效果,不受医疗机构的监管,人们可以自行订阅使用[6]。

1.4 DTx的分类 DTx的分类有多种,可以按照功能、使用方式、适应证、原理等分类。DTx既可以单独使用,也可以与药物、医疗器械或其他疗法联合使用,旨在优化医疗效果、使健康受益。DTx根据行业核心原则,按照主要用途可分为预防、管理、治疗三大类(表1)[7]。

表1 数字疗法三类产品的功能特点对比

1.5 具备哪些特征的慢性疾病能够做成DTx DTx的临床适应证包括发病机制不明、药物疗效有限、需长期定期进行医疗干预的病种。慢性病管理类DTx产品包括糖尿病管理、冠心病管理、高血压管理、慢性呼吸系统疾病管理以及肿瘤并发症管理等。

DTx的适应证具有以下特征:(1)疾病发展周期长,需要长期管理的慢性疾病。如心脑血管疾病、慢性呼吸系统疾病、糖尿病、肥胖、失眠、精神心理和神经系统等为代表的一组疾病,具有病程长、病因多、并发症严重等特点。(2)这种疾病的治疗干预措施较多,尤其是院外的干预。除了传统的药物和器械治疗,还有其他媒介,如信息(App上的文字、图片、视频)、物理因子(声音、光线、电流、磁场及其组合),这些干预措施适合做成软件形态或者软硬件一体。(3)这种疾病要有明确的临床指南路径,即有循证依据,而不是经验医学。数字疗法产品的开发应该遵循相同的临床指南,将传统由人工提供的服务变成数字化产品。(4)患者对药物的依从性或自我管理水平较低的疾病,例如糖尿病、心理健康疾病、慢性呼吸系统疾病等服药依从性较低,并且过度依赖患者的回忆描述来做治疗决策。(5)内科疾病为主,外科疾病为辅。DTx匹配的适应证以内科疾病为主,强调以无创的方式治疗,如精神类疾病、运动系统疾病等。外科疾病为辅,主要针对手术后的康复管理和不良反应管控,如肿瘤化疗不良反应等。

2 DTx与糖尿病管理

2.1 DTx在糖尿病管理领域中的应用 美国糖尿病协会不仅建议对具有相关危险因素的个体进行糖尿病前期和2型糖尿病(T2DM)筛查,并对所有≥45岁的个体进行定期监测,而且还建议生活方式干预,以及糖尿病自我管理教育和支持,以预防或延缓T2DM的发展。在这种情况下,建议使用技术辅助干预措施来预防T2DM[8-9]。

专注于糖尿病前期、1型糖尿病和T2DM管理的DTx模型通过自我护理、药物依从性和血糖控制的定期临床监测来管理不同的糖尿病发展阶段,从而提供有效的疾病管理。这些基于已建立的DTx模型干预措施结合了患者的积极参与、行为干预和来自专业医疗人员的实时反馈,以实现血糖控制,并可以改变与T2DM发病相关的危险因素[10-13]。

2.2 已开发的糖尿病DTx产品 糖尿病DTx产品目前主要分为监测跟踪类、智能操作类、闭环管理类,三者是递进关系,也是随着糖尿病DTx不断推进,而呈现的由低级向高级的形态演变。并且多项研究显示,DTx在糖尿病管理中具有显著效果。Chawla等[14]通过Phable Care开发的DTx对印度T2DM患者进行12周前瞻性单臂干预研究,发现与标准药物一起使用时,DTx干预可显著降低在T2DM患者中糖化血红蛋白、空腹血糖水平。Bollyky等[15]使用Livongo提供DTx工具,通过远程生活方式指导,发现可改善T2DM患者的血糖和减肥。Fundoiano-Hershcovitz等[16]使用Dario数字平台跟踪269例T2DM患者的血糖水平,为糖尿病的DTx干预方法提供了理论基础。韩国Lee等[17]使用EMR集成的移动应用程序设计了一个糖尿病管理iCareD系统,研究显示该系统在血糖控制方面显示出短期疗效,并且参与者对使用iCareD系统表现出很高的依从性。

2.3 糖尿病DTx的应用价值 已经有很多的研究证实DTx可以改善糖尿病管理[18],并且有可能支持糖尿病患者进行自我管理并促进生活方式的改变[19]。糖尿病DTx应用于患者、医生、药械企业以及医保、商业保险机构,都具有积极意义。

(1)对于糖尿病患者的应用价值:密切观察病情的变化,对血糖状态进行即时评估,改善血糖控制水平,促进有效监测和及时干预,减少经济负担[20],提高生活质量,扩大了服务的可及性,增加了治疗方案的选择性,提升了治疗的依从性、参与度和满足感[21]。

(2)对于医生的应用价值:提高了工作效率,借助糖尿病数字化管理软件和智能硬件对糖尿病患者血糖水平、用药情况进行连续跟踪,提升对糖尿病患者的治疗效果和临床服务水平;为科研提供了更多的真实世界数据,加深了对于糖尿病的理解和认识,协助临床学术研究。

(3)对于医疗保险、药械企业的应用价值:通过提升对糖尿病人群的疾病管理水平,减少并发症发生,降低糖尿病医疗干预成本,从而减轻医保负担和商保赔付。提升糖尿病相关药械产品的复购率,对于药械企业延伸和整合服务链条,具重要助推作用。

2.4 糖尿病DTx的局限性和障碍 尽管有各种各样的糖尿病DTx正在使用或研究,但广泛采用DTx仍然存在障碍。其中一些可能与糖尿病患者的自身主动性、对个人利益的看法、经济、安全或数据隐私有关。此外,需要更多关于临床试验有效性的数据,以支持基于证据的糖尿病DTx使用[22]。糖尿病患者的健康教育程度是有效实施的另一个考虑因素,在一项研究[23]中,新诊断为T2DM符合条件的患者中只有不到25%的人报告说接受了糖尿病自我管理教育,这也表明一部分人群没有机会得到糖尿病DTx的服务。

虽然DTx模型被证明可有效改善糖尿病患者的健康状态,但需要综合评估其在不同病程条件下的治疗潜力。它们对非常规生活方式(例如夜班工人)、共存代谢紊乱和糖尿病并发症管理的患者的疗效将决定此类干预措施的长期成功。

DTx的使用需要患者在管理糖尿病方面具有一定的经验,需要注意潜在的不良反应(例如过度积极的患者发生低血糖的风险),包括病情缓解在内的长期益处、经济性和相对于传统疗法的潜在益处。

3 DTx的发展机遇与挑战

近几年数字技术正快速进步,数字健康化渗透到了医疗领域的方方面面。对于DTx来说,也是一种医疗器械,对患者的病情确认、发展、预后等起着至关重要的作用。目前DTx在临床试验的设计上有很大的差异性,且没有统一的行业标准。在同一病种的DTx中,部分产品执行随机对照试验,部分产品实施单臂实验;入组人数也差异极大,有的入组人数仅数十人,有的入组人数达到数千人。同时,临床终点的设置也各有不同,实验过程管理同样尚无统一的标准,缺少足够的高质量证据。并且实验过程中要注意伦理方面的问题,比如测试的透明性、公平性等。

DTx技术本身也有必须考虑的局限性。患者必须有一定的意愿使用这些技术,并且患者需要具备使用这些工具的技能。在整个过程中,应注意数据获取和生成过程的准确性和可重复性;实时地,或会话后批量收集和上传数据过程的可靠性;应注意数据安全问题,患者数据收集、存储或传输的安全,软件的漏洞和安全认证,患者和终端用户隐私信息;应注意DTx产品的更新迭代,算法中的活性成分变化和修正。考虑到有些人可能无法持续访问互联网,离线使用应用程序的选择也将是必不可少的[24]。

监管是阻碍DTx迅速崛起和发展的另外一大挑战。技术的发展速度比必要的临床审批法律的出台速度要快得多。然而,法规是DTx能否成功应用的关键先决条件,必须推动法规环境实现现代化,跟上数字创新的步伐。DTx的监管方式与药物管制不同,因为DTx是动态的,在不断学习。DTx的软件特性同传统器械有着极大的不同,无法套用传统医疗器械的审批流程。如何规范DTx的审批及认证,如何确立DTx的安全性和有效性,如何推动产业创新并为患者带来收益的医疗产品是当今DTx在监管层面面临的三大挑战。从最早的医疗服务数字化,到如今数字化进入疾病干预的核心流程——DTx,我国亟须对DTx有明确规范的监管机制。

4 总结

满足临床需求是DTx产品研发的出发点和最根本目的。无论是发病机制复杂、药物疗效欠佳的精神类疾病,还是糖尿病、高血压等无法通过药物得到根治的慢性疾病,前者需要专业医护提供心理干预,后者需要进行包括生活方式干预在内的多层级管理。这都需要对患者进行教育,并要求患者具有较高的依从性和主动性,这正是DTx发挥弥补传统药物治疗局限作用而发挥创新治疗和管理作用之处。

自新型冠状病毒感染大流行以来,DTx的重要性引起了更多关注,它可以减少医院的过度拥挤并鼓励保持社交距离。DTx对慢性病患者药物治疗依从性、生活方式、营养、运动锻炼、减压等因素进行及时干预,从而为病情带来明显改善。进一步探索明晰DTx产品的安全有效表征、质量控制要求以及完善对其全生命周期监管对DTx的应用和普及有重要意义。所以,政府机构、医疗机构,以及研究院所、相关企业,都应特别关注DTx这一新技术,抓住当前DTx的发展机遇,努力助推我国DTx产业的进一步发展。