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양성 전립선 비대증 (Benign Prostatic Hyperplasia, BPH) — QSP 모델

QSP 질환 모델 라이브러리 · Claude Code Routine으로 자동 생성된 정량적 시스템 약리학(QSP) 모델입니다. 상위 라이브러리 → ../README.md · 분류: 신장·비뇨

BPH QSP Model

개요 (Overview)

양성 전립선 비대증(BPH)은 50세 이상 남성의 약 50%, 80세 이상에서는 80% 이상이 경험하는 가장 흔한 비뇨기과 질환입니다. DHT(디하이드로테스토스테론)가 안드로겐 수용체(AR)를 활성화하여 전립선 기질·상피세포 증식을 유도하고, α1 아드레날린 수용체 매개 평활근 긴장이 더해져 하부요로증상(LUTS)을 초래합니다. 핵심 치료 표적은 5α-환원효소(SRD5A1/2, DHT 생성 차단)와 α1-아드레날린 수용체(평활근 이완)이며, PDE5 억제제가 방광경부 및 전립선 평활근에 추가 효과를 나타냅니다.

핵심 병태생리 경로 (Key Pathways)

경로 핵심 분자/기전 임상 결과
DHT-AR 매개 증식 테스토스테론 → 5α-환원효소(SRD5A1/2) → DHT → AR 활성화 전립선 부피 증가, PSA 상승
α1-AR 매개 긴장 α1a/α1d 수용체, 평활근 수축 기능성 요도 폐쇄, 배뇨 지연
기질-상피 상호작용 IGF-1, FGF, EGF, TGF-β 신호 전립선 기질 과증식
전립선 염증 COX-2, IL-8, NF-κB 경로 만성 염증성 BPH 가속
방광 기능 변화 배뇨근 비대, 불안정 수축 야간뇨, 빈뇨, 절박성
cGMP-PDE5 경로 NO → sGC → cGMP 생성; PDE5 분해 방광경부·요도 이완 (타달라필 표적)

주요 약물 표적 (Drug Targets)

  • 탐수로신 (α1-차단제): α1a/α1d 수용체 선택적 길항 → 전립선·방광경부 평활근 이완 — 즉각 LUTS 개선
  • 피나스테리드 (SRD5A2 억제제): DHT 합성 40~70% 감소 → 전립선 위축 — PLESS 시험 기반
  • 두타스테리드 (이중 SRD5A1/2 억제제): DHT 90% 이상 감소 → 더 완전한 AR 차단 — COMBAT 시험 기반
  • 타달라필 (PDE5 억제제): cGMP 증가 → 평활근 이완 — BPH-LUTS에 FDA 승인 (5 mg QD)
  • 두타스테리드+탐수로신 병합: 구조 및 기능 동시 개선 — COMBAT, CombAT 시험

모델 구성 파일 (Model Files)

파일 설명
bph_qsp_model.dot Graphviz 기계론적 지도 소스 (약 167 노드 / 11 클러스터)
bph_qsp_model.svg SVG 벡터 이미지 (확대 가능)
bph_qsp_model.png PNG 이미지 (150 dpi)
bph_mrgsolve_model.R mrgsolve ODE 모델 (약 22 구획 / 6개 치료 시나리오)
bph_shiny_app.R Shiny 대시보드
bph_references.md 참고문헌 (약 46편, PubMed 링크)

mrgsolve 모델 (ODE Model)

  • 구획 구조: 약물 PK(탐수로신 3구획, 피나스테리드 3구획, 두타스테리드 3구획, 타달라필 3구획), 호르몬(테스토스테론·DHT 혈장·DHT 전립선 조직), AR 활성화 복합체, 구조/기능 엔드포인트(전립선 부피, cGMP, α1-AR 점유율, IPSS, 최대요속 Qmax, 잔뇨량 PVR, PSA, 전립선 염증 지수)
  • 주요 치료 시나리오: ① 경과 관찰(무치료), ② 탐수로신 0.4 mg QD, ③ 피나스테리드 5 mg QD, ④ 두타스테리드 0.5 mg QD, ⑤ 두타스테리드+탐수로신 병합, ⑥ 타달라필 5 mg QD
  • 보정/근거: PLESS(피나스테리드 4년), CombAT(병합 4년), MTOPS 시험 IPSS/Qmax/전립선 부피 변화 데이터 참고

Shiny 대시보드 (Dashboard)

환자 프로파일(연령·전립선 부피·PSA·기저 IPSS), 약동학(각 약물 혈장 농도-시간), 호르몬/AR 탭(테스토스테론·DHT·AR 점유율), 임상 엔드포인트(IPSS·Qmax·PVR·전립선 부피), 치료 시나리오 비교(6개 오버레이), 바이오마커(PSA·DHT 전립선·염증 지수) 탭으로 구성됩니다.

실행 방법 (Usage)

library(mrgsolve)
mod <- mread("bph_mrgsolve_model.R")
out <- mrgsim(mod, end = 365)
plot(out)
# Shiny 대시보드:
shiny::runApp("bph_shiny_app.R")
# 기계론적 지도 렌더링
dot -Tsvg bph_qsp_model.dot -o bph_qsp_model.svg

참고문헌 (References)

자세한 인용은 bph_references.md 참조 (약 46편).

본 모델은 교육·연구 목적의 정성적·반정량적 QSP 모델이며, 실제 임상 의사결정에 직접 사용할 수 없습니다.