一
剂量选择
药代动力学(pharmacokinetics)是动力学原理用于药物的一门边缘学科和交叉学科,它致力于研究药物及其他外源性物质(xenobiotics)在体内动态行为的量变规律,即药物的吸收、分布、代谢、消除和排泄(ADME)等的处置(dSp0Sito),数量(浓度)与时间的关系。它对药物研究开发、临床合理用药和药品质量控制具有重大的理论和实用价值。
动物体内药代动力学研究应至少设置三个剂量组,其高剂量最好接近最大耐受剂量,中、小剂量根据动物有效剂量的上下限范围选取。主要考察在所试剂量范围内,药物的体内动力学过程是属于线性还是非线性,以利于解释药效学和毒理学研究中的发现。
二
试验动物
一般采用成年和健康的动物。常用动物有小鼠、大鼠、兔、豚鼠、犬、小型猪和猴等。深圳灵赋尊龙凯时生物大动物实验中心具有豚鼠、兔、小型猪、比格犬、猴等实验动物使用资质,建立了大动物饲养室和大动物手术室,可开展大中型动物实验,满足客户多样需求
动物选择的一般原则如下:
1、首选动物:尽可能与药效学和毒理学研究一致;
2、尽量在清醒状态下试验,动力学研究最好从同一动物多次采样;
3、创新性的药物应选用两种或两种以上的动物,其中一种为啮齿类动物;另一种为非啮齿类动物(如犬、小型猪或猴等)。其他药物,可选用一种动物,建议首选非啮齿类动物;
4、经口给药不宜选用兔等食草类动物。
三
给药途径
一般而言,所用的给药途径和方式应与临床用药一致。实验时常用的给药途径有经口给药(口服、灌胃)、皮下注射、腹腔注射和静脉注射、脑内给药、直肠内给药、经皮肤给药等给药方法。
四
研究项目
1、血药浓度-时间曲线
2、吸收
3、分布
4、排泄
5、与血浆蛋白的结合
6、生物转化
7、对药物代谢酶活性的影响
五
血药浓度-时间曲线鉴定
1、 受试动物数
(1) 血药浓度-时间曲线的每个采样点不少于5个数据,最好从同一动物个体多次取样;
(2)如由多只动物的数据共同构成一条血药浓度-时间曲线,应相应增加动物数,以反映个体差异对试验结果的影响;
(3) 建议受试动物采用雌雄各半,如发现动力学存在明显的性别差异,应增加动物数以便认识受试物的药代动力学的性别差异。对于单一性别用药,可选择与临床用药一致的性别。
2、采样点
(1) 给药前需要采血作为空白样品,观察血浆的基质效应;
(2)为获得一个完整的血药浓度-时间曲线,采样时间点的设计应兼顾药物的吸收相、平衡相(峰浓度附近)和消除相。一般在吸收相至少需要2-3个采样点,对于吸收快的血管外给药的药物,应尽量避免第一个点是峰浓度(Cmax);在Cmax附近至少需要3个采样点;消除相需要4-6个采样点;
(3)整个采样时间至少应持续到3-5个半衰期,或持续到血药浓度为Cmax的1/10-1/20;
(4) 为保证最佳采样点,建议在正式试验前,选择2-3只动物进行预试验,然后根据预试验的结果,审核并修正原设计的采样点。
3、给药方式
(1) 口服给药:一般在给药前应禁食12小时以上,以排除食物对药物吸收的影响。另外在试验中应注意根据具体情况统一给药后禁食时间,以避免由此带来的数据波动及食物的影响,一般可以在口服给药3-4小时后就可以给水给粮;
(2)注射给药:饮食饮水对血液中药物影响不大。
4、 药代动力学参数
根据试验中测得的各受试动物的血药浓度-时间数据,求得受试物的主要药代动力学参数。静脉注射给药,应提供t1/2(消除半衰期)、Vd(表观分布容积)、AUC(血药浓度-时间曲线下面积)、CL(清除率)等参数值;血管外给药,除提供上述参数外,尚应提供Cmax和Tmax(达峰时间)等参数,以反映药物吸收的规律。另外,提供统计矩参数,如MRT(平均滞留时间)、AUC(0-t)和AUC(0-∞)等,对于描述药物药代动力学特征也是有意义的。
5、 多次给药药代动力学研究
当药物在临床上将连续多次应用时,需明确多次给药的药代动力学特征。根据研究目的,应考察药物多次给药后的稳态浓度(Css),药物谷、峰浓度的波动系数(DF),以及是否存在药物蓄积作用和/或药酶的诱导作用。
六
吸收
1、对于经口给药的新药,应进行整体动物试验,尽可能同时进行血管内给药的试验,提供绝对生物利用度。如有必要,可进行在体或离体肠道吸收试验以阐述药物吸收特性;
2、对于其他血管外给药的药物及某些改变剂型的药物,应根据立题目的,尽可能提供绝对生物利用度。
七
分布
1、选用大鼠或小鼠做组织分布试验较为方便。选择一个剂量(一般以有效剂量为宜)给药后,至少测定药物在心、肝、脾、肺、肾、胃肠道、生殖腺、脑、体脂、骨骼肌等组织的浓度,以了解药物在体内的主要分布组织;
2、特别注意药物浓度高、蓄积时间长的组织和器官,以及在药效或毒性靶器官的分布(如对造血系统有影响的药物,应考察在骨髓的分布);
3、每个时间点,至少应有5个动物的数据;
4、参考血药浓度-时间曲线的变化趋势,选择至少3个时间点分别代表吸收相、平衡相和消除相的药物分布。若某组织的药物浓度较高,应增加观测点,进一步研究该组织中药物消除的情况;
5、进行组织分布试验,必须注意取样的代表性和一致性;
6、同位素标记物的组织分布试验,应提供标记药物的放化纯度、标记率(比活性)、标记位置、给药剂量等参数;提供放射性测定所采用的详细方法,如分析仪器、本底计数、计数效率、校正因子、样品制备过程等;提供采用放射性示踪生物学试验的详细过程,以及在生物样品测定时对放射性衰变所进行的校正方程等。尽可能提供给药后不同时相的整体放射自显影图像。
八
排泄
1、尿和粪的药物排泄:一般采用小鼠或大鼠,将动物放入代谢笼内,选定一个有效剂量给药后,按一定的时间间隔分段收集尿或粪的全部样品,测定药物浓度。粪样品晾干后称重(不同动物粪便干湿不同),按一定比例制成匀浆,记录总体积,取部分样品进行药物含量测定。计算药物经此途径排泄的速率及排泄量,直至收集到的样品测定不到药物为止;
2、每个时间点至少有5只动物的试验数据;
3、应采取给药前尿及粪样,并参考预试验的结果,设计给药后收集样品的时间点,包括药物从尿或粪中开始排泄、排泄高峰及排泄基本结束的全过程;
4、胆汁排泄:有的药物经胆汁排泄在肠中再次被吸收形成肝肠循环,可使药物作用时间延长。一般用大鼠在乙醚麻醉下作胆管插管引流,待动物清醒后给药,并以合适的时间间隔分段收集胆汁,进行药物测定;
5、记录药物自粪、尿、胆汁排出的速度及总排出量(占总给药量的百分比),提供物质平衡的数据。
九
与血浆蛋白的结合
1、药物与蛋白的结合会明显影响药物分布与消除的动力学过程,并降低药物在靶部位的作用强度。对蛋白结合率高于90%以上的药物,建议开展体外药物竞争结合试验,即选择临床上有可能合并使用的高蛋白结合率药物,考察对所研究药物蛋白结合率的影响;
2、研究药物与血浆蛋白结合试验可采用多种方法,如平衡透析法、超过滤法、分配平衡法、凝胶过滤法、光谱法等;
3、根据药物的理化性质及试验室条件,可选择使用一种方法进行至少3个浓度(包括有效浓度)的血浆蛋白结合试验,每个浓度至少重复试验三次,以了解药物的血浆蛋白结合率是否有浓度依赖性。
十
生物转化
对于创新性的药物,尚需了解在体内的生物转化情况,包括转化类型、主要转化途径及其可能涉及的代谢酶。对于新的前体药物,除对其代谢途径和主要活性代谢物结构进行研究外,尚应对原形药和活性代谢物进行系统的药代动力学研究。
十一
对药物代谢酶活性的影响
对于创新性的药物,应观察药物对药物代谢酶,特别是细胞色素P450同工酶的诱导或抑制作用。可观察整体动物多次给药后的肝P450酶或在药物反复作用后的肝细胞(最好是人肝细胞)P450酶活性的变化,以了解该药物是否存在潜在的代谢性相互作用。
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