Abstract
The median-effect equation derived from the mass-action law principle at equilibrium-steady state via mathematical induction and deduction for different reaction sequences and mechanisms and different types of inhibition has been shown to be the unified theory for the Michaelis-Menten equation, Hill equation, Henderson-Hasselbalch equation, and Scatchard equation. It is shown that dose and effect are interchangeable via defined parameters. This general equation for the single drug effect has been extended to the multiple drug effect equation for n drugs. These equations provide the theoretical basis for the combination index (CI)-isobologram equation that allows quantitative determination of drug interactions, where CI < 1, = 1, and > 1 indicate synergism, additive effect, and antagonism, respectively. Based on these algorithms, computer software has been developed to allow automated simulation of synergism and antagonism at all dose or effect levels. It displays the dose-effect curve, median-effect plot, combination index plot, isobologram, dose-reduction index plot, and polygonogram for in vitro or in vivo studies. This theoretical development, experimental design, and computerized data analysis have facilitated dose-effect analysis for single drug evaluation or carcinogen and radiation risk assessment, as well as for drug or other entity combinations in a vast field of disciplines of biomedical sciences. In this review, selected examples of applications are given, and step-by-step examples of experimental designs and real data analysis are also illustrated. The merging of the mass-action law principle with mathematical induction-deduction has been proven to be a unique and effective scientific method for general theory development. The median-effect principle and its mass-action law based computer software are gaining increased applications in biomedical sciences, from how to effectively evaluate a single compound or entity to how to beneficially use multiple drugs or modalities in combination therapies.
Previous Section
Next Section
I. Introduction
Ever since the earliest days of recorded history, drug combinations have been used for treating diseases and reducing suffering. The traditional Chinese medicines, especially herbal medicines, are vivid examples. As the science of isolation technology and chemical synthetic capability advance, drug combinations have been more defined and sophisticated and their scope continues to broaden. Attempts have been made during the past century to quantitatively measure the dose-effect relationships of each drug alone and its combinations and to determine whether or not a given drug combination would gain a synergistic effect. Because biological systems as well as dose-effect models are exceedingly complex, there have been numerous models, approaches, hypotheses, and theories as well as controversies on drug combination analysis during the past century, as elaborated in many review articles, such as those by Fraser (1872), Loewe (1928, 1957), Le Pelley and Sullivan (1936), Plackett and Hewlett (1948), Finney (1952, 1971), Elion et al. (1954), Veldstra (1956), Goldin and Mantel (1957), Lacey (1958), Ariens and Simonis (1961), Venditti and Goldin (1964), Goldin et al. (1968), Skipper (1974), Schabel (1975), Grindey et al. (1975), Chou and Talalay (1977, 1981, 1983, 1984), Steel and Peckham (1979), Ashford (1981), Berenbaum (1981, 1989), Copenhaver et al. (1987), Carter et al. (1988), Greco et al. (1990), Poch et al. (1990), Prichard and Shipman (1990), Suhnel (1990), Chou (1991), Schinazi (1991), Jackson (1991), Lam (1991), Tallarida (1992), and Greco et al. (1995). Among them, a recent review by Berenbaum (1989) has listed >560 references and another review by Greco et al. (1995) has categorized 13 different approaches and methods for the determination of synergism and antagonism. The main difference of the present review from the earlier reviews is that the rather fruitless and confusing debates of the past will not be repeated. Instead, in this review article the focus will be on the drug combination analyses that have physical-chemical bearings and have mathematically verifiable equations and theories. After continued and persistent devotion on this single subject for >35 years, I propose a seemingly simple way to hopefully end all the controversies on how to determine synergism or antagonism and introduce an explicit mass-action law-based method that allows automated computerized simulation of synergism and antagonism. Here, the general theory of dose and effect will be presented, the experimental design will be illustrated, the algorithms for computer simulation will be given, and examples of applications in various fields of biomedical sciences and on real data sample sets will be demonstrated.
บทคัดย่อสมการค่ามัธยฐานผลที่มาจากหลักกฎหมายการดำเนินการโดยรวมที่สมดุลท่อนเหนี่ยวนำคณิตศาสตร์และลำดับของปฏิกิริยาต่าง ๆ และกลไกการยับยั้งการแตกหักได้รับการแสดงเป็น ทฤษฎีที่รวม สำหรับขั้น Menten สมการ สมการฮิลล์ Henderson Hasselbalch สมการ สมการ Scatchard เป็นแสดงปริมาณและผลเปลี่ยนผ่านพารามิเตอร์ที่กำหนด สมการของผลยาเดี่ยวนี้ทั่วไปมีการขยายการหลายยาผลสมการ n ยา สมการนี้มีทฤษฎีดัชนีรวม (CI) -สมการ isobologram ที่สามารถกำหนดปริมาณของยาโต้ตอบ ที่ CI < 1, = 1 และ > 1 บ่ง ชี้ synergism, additive ผล antagonism ตามลำดับ ตามอัลกอริทึมเหล่านี้ ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ได้รับการพัฒนาให้การจำลอง synergism และ antagonism อัตโนมัติที่ระดับยาหรือผลการ มันแสดงยาผลโค้ง พล็อตค่ามัธยฐานผล พล็อตดัชนีชุด isobologram ยาลดลงจุดดัชนี และ polygonogram สำหรับการศึกษาในสัตว์ทดลอง หรือในหลอด พัฒนาทฤษฎีนี้ การออกแบบการทดลอง และวิเคราะห์ข้อมูลคอมพิวเตอร์มีบริการวิเคราะห์ผลยาเดี่ยวยาประเมินหรือประเมินความเสี่ยงสารก่อมะเร็งและรังสี และยาเสพติดหรือชุดข้อมูลเอนทิตีอื่นในเขตใหญ่ของสาขาวิชาวิทยาการทางชีวการแพทย์ ในบทความนี้ ให้เลือกตัวอย่างของการใช้งาน และยังมีแสดงตัวอย่างทีละขั้นตอนของการออกแบบการทดลองและการวิเคราะห์ข้อมูลที่แท้จริง รวมหลักกฎหมายการดำเนินการมวลกับหักเหนี่ยวนำคณิตศาสตร์การพิสูจน์แล้วว่าจะ ไม่ซ้ำกัน และผลทางวิทยาศาสตร์วิธีการพัฒนาทฤษฎีทั่วไป หลักการผลกระทบต่อค่ามัธยฐานและซอฟต์แวร์ของคอมพิวเตอร์ตามกฎหมายดำเนินการโดยรวมจะได้รับการเพิ่มโปรแกรมประยุกต์ในศาสตร์ทางชีวการแพทย์ จากวิธีการประเมินเดียวผสมหรือวิธีการใช้ยาเสพติดหรือ modalities หลายในชุดบำบัดแอ๊บให้เอนทิตีได้อย่างมีประสิทธิภาพส่วนก่อนหน้านี้ส่วนถัดไปI. บทนำตั้งแต่วันแรกสุดของประวัติศาสตร์ที่บันทึกไว้ ชุดยาใช้สำหรับรักษาโรค และลดทุกข์ ยาจีนแบบดั้งเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสมุนไพรยา เป็นตัวอย่างสดใส เป็นวิทยาศาสตร์แยกเทคโนโลยีและความสามารถในการสังเคราะห์สารเคมีล่วงหน้า ผสมยาได้มากกว่ากำหนด และซับซ้อน และยังขยายขอบเขตของพวกเขา ความพยายามที่ได้ทำในช่วงศตวรรษผ่านมา quantitatively วัดความสัมพันธ์ของผลยาของยาแต่ละคนเดียวและเป็นชุด และ เพื่อกำหนดหรือไม่รวมยาที่กำหนดจะได้รับผลพลัง เนื่องจากระบบชีวภาพเป็นรูปแบบยาผลจะไปซับซ้อน มีหลายรูปแบบ แนวทาง สมมุติฐาน และทฤษฎีตลอดจน controversies ในยาชุดวิเคราะห์ในช่วงศตวรรษผ่านมา เป็น elaborated ในกลุ่มทบทวนบทความ เช่นโดยเฟรเซอร์ (เนียร์ช), Loewe (1928, 1957), เลอ Pelley และซัลลิแวน (ค.ศ. 1936), Plackett และ Hewlett (1948), Finney (1952, 1971), Elion et al. (1954) , Veldstra (1956), Goldin และหิ้ง (1957), Lacey (1958), Ariens และ Simonis (1961), Venditti และ Goldin (1964), Goldin et al. (1968), ฟิร่าพาเลส (1974), Schabel (1975), Grindey และ al. (1975), โชว และ Talalay (1977, 1981, 1983, 1984), เหล็กและ Peckham (1979), แอชฟอร์ด (1981), Berenbaum (1981, 1989), Copenhaver et al. (1987), คาร์เตอร์และ al. (1988), Greco et al. (1990), Poch et al. (1990), Prichard และ Shipman (1990) , Suhnel (1990), โชว (1991), Schinazi (1991), Jackson (1991), ลำ (1991), Tallarida (1992), และ Greco et al. (1995) ได้แสดงความเห็นล่าสุด โดย Berenbaum (1989) ในหมู่พวกเขา > 560 อ้างอิงและทบทวนอีกโดย Greco et al. (1995) ได้แบ่งวิธีต่าง ๆ และวิธีการสำหรับการกำหนด synergism และ antagonism 13 ตรวจทานปัจจุบันต่างหลักจากรีวิวก่อนหน้านี้ไม่ว่า จะซ้ำดำเนินค่อนข้าง fruitless และสับสนในอดีตไม่ แทน ในนี้ บทความจะวิเคราะห์รวมยาเสพติดที่มีลูกปืนทางกายภาพเคมี และมีสมการ mathematically พิสูจน์และทฤษฎี การ หลังจากความจงรักภักดีอย่างต่อเนื่อง และแบบในเรื่องนี้เดียวสำหรับ > 35 ปี ผมเสนอวิธีง่าย ๆ ดูเหมือนหวังสิ้นสุด controversies ทั้งหมดเกี่ยวกับวิธีการกำหนด synergism หรือ antagonism และชัดเจนโดยรวมการดำเนินการตามกฎหมายวิธีการที่ช่วยจำลองคอมพิวเตอร์อัตโนมัติ synergism และ antagonism แนะนำ นี่ จะนำเสนอทฤษฎีทั่วไปของยาและผล จะแสดงการออกแบบการทดลอง อัลกอริทึมสำหรับการจำลองเครื่องคอมพิวเตอร์จะได้รับ และจะแสดงตัวอย่างของโปรแกรมประยุกต์ในเขตต่าง ๆ ของศาสตร์ทางชีวการแพทย์ และชุดตัวอย่างข้อมูลที่แท้จริง
การแปล กรุณารอสักครู่..

บทคัดย่อสมเฉลี่ยผลมาจากมวลกระทำหลักการกฎหมายที่รัฐสมดุลคงผ่านอุปนัยทางคณิตศาสตร์และการหักสำหรับลำดับการเกิดปฏิกิริยาที่แตกต่างกันและกลไกและประเภทต่างๆของการยับยั้งได้รับการแสดงให้เห็นว่าทฤษฎีแบบครบวงจรสำหรับสมการ Michaelis-Menten, สมฮิลล์เฮนเดอสม-Hasselbalch และสม Scatchard มันแสดงให้เห็นว่ายาและผลกระทบสามารถใช้แทนกันผ่านพารามิเตอร์ที่กำหนดไว้ นี้สมการทั่วไปสำหรับผลยาเสพติดที่เดียวได้รับการขยายผลสมยาเสพติดหลาย n ยาเสพติด สมการเหล่านี้มีทฤษฎีพื้นฐานสำหรับดัชนีการรวมกัน (CI) สม -isobologram ที่ช่วยให้การกำหนดปริมาณของยาที่ CI <1 = 1 และ> 1 เสริมฤทธิ์บ่งชี้ถึงผลกระทบสารเติมแต่งและการเป็นปรปักษ์กันตามลำดับ ขึ้นอยู่กับขั้นตอนวิธีการเหล่านี้ซอฟแวร์ที่ได้รับการพัฒนาเพื่อให้การจำลองอัตโนมัติและเสริมฤทธิ์การเป็นปรปักษ์กันในขนาดหรือระดับผล จะแสดงเส้นโค้งขนาดผลพล็อตได้เฉลี่ยผลรวมพล็อตดัชนี isobologram ยาลดพล็อตดัชนีและ polygonogram สำหรับในหลอดทดลองหรือในร่างกายการศึกษา นี้การพัฒนาทฤษฎีการออกแบบการทดลองและการวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้อำนวยความสะดวกด้วยระบบคอมพิวเตอร์วิเคราะห์ปริมาณผลกระทบสำหรับการประเมินผลยาเสพติดหรือสารก่อมะเร็งเดียวและการประเมินความเสี่ยงรังสีเช่นเดียวกับยาเสพติดหรือการรวมนิติบุคคลอื่นในสนามใหญ่ของสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ ในการทบทวนนี้ตัวอย่างที่เลือกของการใช้งานจะได้รับและขั้นตอนโดยขั้นตอนตัวอย่างของการออกแบบการทดลองและการวิเคราะห์ข้อมูลที่แท้จริงนอกจากนี้ยังมีการแสดง รวมของมวลกระทำหลักการกฎหมายที่มีการเหนี่ยวนำ-หักทางคณิตศาสตร์ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ไม่ซ้ำกันและมีประสิทธิภาพสำหรับการพัฒนาทฤษฎีทั่วไป หลักการเฉลี่ยผลกระทบและกฎหมายมวลการดำเนินการใช้ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์จะดึงดูดการใช้งานที่เพิ่มขึ้นในวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์จากวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการประเมินสารเดียวหรือนิติบุคคลวิธีการกอบการใช้ยาเสพติดหลายหรือรังสีในการรักษารวมกัน. ก่อนหน้ามาตรามาตราถัดไปฉัน. บทนำนับตั้งแต่วันแรกของการบันทึกประวัติศาสตร์การผสมยาเสพติดได้รับการใช้ในการรักษาโรคและลดความทุกข์ทรมาน ยาจีนโบราณโดยเฉพาะอย่างยิ่งยาสมุนไพรเป็นตัวอย่างที่ชัดเจน เป็นวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีการแยกและทางเคมีล่วงหน้าความสามารถในการสังเคราะห์ผสมยาเสพติดได้รับการกำหนดขึ้นและซับซ้อนและขอบเขตของพวกเขายังคงที่จะขยาย พยายามที่จะทำให้ในช่วงศตวรรษที่ผ่านมาเพื่อวัดปริมาณความสัมพันธ์ปริมาณผลกระทบของแต่ละยาเสพติดเพียงอย่างเดียวและการรวมกันและเพื่อตรวจสอบหรือไม่ว่าการรวมกันของยาเสพติดที่ได้รับจะได้รับผลเสริมฤทธิ์กัน เพราะระบบชีวภาพเช่นเดียวกับรุ่นยาผลกระทบมีความซับซ้อนมากมีได้หลายรูปแบบวิธีการสมมติฐานและทฤษฎีเช่นเดียวกับการถกเถียงเกี่ยวกับการวิเคราะห์การรวมกันของยาเสพติดในช่วงศตวรรษที่ผ่านมาในขณะที่เนื้อหาในบทความวิจารณ์หลายคนเช่นนั้นโดย เฟรเซอร์ (1872), ราศีสิงห์ (1928, 1957), เลอ Pelley และซัลลิแวน (1936) Plackett และ Hewlett (1948), ฟินเนย์ (1952, 1971), Elion et al, (1954) Veldstra (1956), โกลดินและหิ้ง (1957) ลาเซย์ (1958) และ Ariens Simonis (1961) Venditti และโกลดิน (1964), โกลดิน et al, (1968) สกิปเปอร์ (1974) Schabel (1975) Grindey et al, (1975), โจวและ Talalay (1977, 1981, 1983, 1984) สตีลและเพคแฮม (1979) Ashford (1981) Berenbaum (1981, 1989), Copenhaver et al, (1987) คาร์เตอร์และอัล (1988), กรีก, et al (1990), Poch et al, (1990), พริชาร์และกะลาสี (1990), Suhnel (1990), โจว (1991), Schinazi (1991) แจ็คสัน (1991) ลำ (1991), Tallarida (1992) และกรีก et al, (1995) ในหมู่พวกเขาที่ผ่านการตรวจสอบโดย Berenbaum (1989) ได้ระบุไว้> 560 อ้างอิงและตรวจสอบอีกครั้งโดยกรีก et al, (1995) ได้แบ่ง 13 วิธีที่แตกต่างและวิธีการสำหรับการกำหนดและการเสริมฤทธิ์การเป็นปรปักษ์กัน แตกต่างที่สำคัญของการตรวจสอบในปัจจุบันจากการแสดงความคิดเห็นก่อนหน้านี้ก็คือว่าการอภิปรายค่อนข้างไร้ผลและสับสนที่ผ่านมาจะไม่ซ้ำ แต่ในบทความรีวิวนี้มุ่งเน้นที่จะมีการรวมกันวิเคราะห์ยาเสพติดที่มีแบริ่งทางกายภาพทางเคมีและมีสมการทางคณิตศาสตร์ที่ตรวจสอบได้และทฤษฎี หลังจากการอุทิศตนอย่างต่อเนื่องและถาวรเกี่ยวกับเรื่องนี้เรื่องเดียวสำหรับ> 35 ปีที่ผมเสนอวิธีที่ดูเหมือนง่ายๆเพื่อหวังยุติการถกเถียงทั้งหมดที่อยู่ในวิธีการตรวจสอบเสริมฤทธิ์หรือการเป็นปรปักษ์กันและแนะนำชัดเจนมวลดำเนินการวิธีการกฎหมายที่ช่วยให้อัตโนมัติจำลองคอมพิวเตอร์ของ และเสริมฤทธิ์การเป็นปรปักษ์กัน นี่ทฤษฎีทั่วไปของยาและผลกระทบที่จะนำเสนอการออกแบบการทดลองจะแสดงขั้นตอนวิธีการสำหรับการจำลองคอมพิวเตอร์จะได้รับและตัวอย่างของการใช้งานในด้านต่างๆของวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์และชุดตัวอย่างข้อมูลจริงจะแสดงให้เห็น
การแปล กรุณารอสักครู่..
