Simbiology：模型，模拟和分析生物系统

Simbiology呈现图形计算机程序和环境，以模拟，分析动态和模型系统，集中于系统生物学和药代动力学/药效学（PK/PD）应用。它渲染用于构建模型的框图编辑器或开发人员可以自动采用MATLAB语言进行模型。Simbiology包括一个由普通PK模型的程序库，开发人员可以将其与机械系统生物学模型集成和定制。

各种模型探索能力允许开发人员发现细胞途径中推定的药物靶标和最佳药物计划。Simbiology采用随机求解器和普通微分方程（ODE）来模拟药物疗效，药物暴露，代谢物水平和酶的时间过程。开发人员可以研究系统动力学和指导实验，采用参数敏感性并扫描研究。开发人员还可以利用人群数据或单一主题将模型参数量汇总在一起。

Simbiology的突出属性

系统生物学和PK/PD建模的图形编辑器。

随机求解器和普通微分方程（ODE）

药代动力学模型的程序库

人口数据和单一受试者的参数近似技术包括非线性合并效应模型

参数扫描和敏感性调查，并通过参数量影响系统动力学来研究

人口诊断图和个人

制定给药议程的方法

使用Simbiology进行建模

Simbiology允许开发人员像开发人员在纸上描述的那样，代表了药理学或生物学的模型。采用化学反应网络建模方法，Simbiology允许开发人员框架药效学（PK/PD），药物药代动力学，化学反应动力学和生物系统。

Simbiology机械地构建了模型结构和逐案例的数学基础相互作用上建立的ODE，从而构成了基于ODE的模型表示的替代品。

开发人员可以使模型使用框图编辑器或使用软件自动执行。开发人员还可以从系统生物学标记语言文件或内置的PK模型库中导入模型。

建筑模型

Simbiology模型包括三个入门构建块：

物种构成模型的动态状态，在大多数情况下，实体的数量或浓度，例如蛋白质，药物，代谢物或基因。物种通过化学反应相互关联。

反应构成了一个或多个物种之间的相互作用，例如结合过程，流动，运输和转化。

隔室使用物理力分离区域构成开发人员可以在其中分类组的分类组。

具体说明模型动力学。

Simbiology渲染了两个用于分配模型动态的额外建模构造：

规则允许开发人员确定模型组件之间无法构成反应的关系。为了说明，开发人员可以将参数数量的值设置为其他参数量的值或其他分类类别的吸收的函数。

仿真事件允许开发人员根据考虑开发人员的定义确定模型行为的新兴，离散变化。为了说明，开发人员可以使用事件在确定的时间点或相交一定浓度阈值时重新调整参数数量值。

探索模型

Simbiology允许开发人员探索如果没有生成同一模型的各自副本的假设。开发人员可以使模型差异以存储初始条件或一组与基本模型构象不同的参数数量值。为了说明，开发人员可以采用模型变体来放置各种药物化合物，突变菌株的参数量。或细胞系。以类似的方式，开发人员可以应用各种给药方案并雇用它们来评估模型响应。

参数近似和拟合

Simbiology允许开发人员通过将模型拟合到观察数据来估计模型参数量。开发人员可以从采用非线性回归的个体中适应时间持续数据。开发人员还可以采用非线性混合效应（NLME）模型同时拟合采用随附算法的人群的数据：

一阶有条件估计（FOCE）

随机近似期望最大化（SAEM）

线性混合效应近似（LME）

限制LME近似（RERME）

一阶估计（FO）

Simbiology呈现标准合适性统计，包括：

人口加权残差

估计参数量的标准误差。

贝叶斯信息标准（BIC）和Akaike信息标准（AIC）

根平方错误（RMSE）

Simbiology还提出了可以在视觉上仔细检查拟合质量的诊断图。开发人员还可以使用全局优化工具箱中的算法拟合数据。优化工具箱和统计工具箱。为了执行无约束的非线性优化，Simbiology采用了Nelder-Mead单纯形算法。优化工具箱呈现一个内点求解器，用于使用相对突出的稀疏问题运行。全局优化工具箱渲染多设备算法和拟合算法来处理包含本地最小值的问题。

模拟确定性和随机系统

开发人员可以模拟使用随机和确定性求解器的模型。仿真返回模型成分的时间和状态数据。开发人员还可以模拟整合不连续性的系统，例如剂量和事件管理。

Simbiology呈现各自的随机和确定性求解器。开发人员可以通过Sundials Suite使用CVODE求解器或MATLAB ODE求解器执行确定性模拟。Simbiology还提供了三个随机求解器：隐式tau，明确的tau型，随机仿真算法（SSA）。

Simbiology在仿真的时间早期宣称，如果观察到错误，则表达式结构和模型结构和建议单词的鲁棒性。对于维度调查，开发人员可以设置Simbiology，以机械对单位进行机械更改以保持一致性。

加速模拟

开发人员可以通过将模型更改为编译C代码来加速模拟。编译模型可以重要地改善执行速度，并且在执行估计参数量，蒙特卡洛模拟，大型模型和拟合模型的实验数据时，尤其是可行的。

分析

Simbiology渲染模型探索工具，以研究参数数量对模型动力学的影响。参数扫描允许开发人员在一系列初始条件和参数值中查看模型的动态传导。开发人员还可以通过样本分布来执行蒙特卡洛模拟，从分布中的参数数量值。

开发人员还可以采用Simbiology来执行对参数量值和初始考虑的对参数量的敏感性调查和计算，时间依赖性和局部敏感性。
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